Instytut Wysokich Ciśnień PAN
Informacje o Konsorcjancie
Instytut Wysokich Ciśnień PAN kierowany jest przez prof. Izabelę Grzegory. Zatrudnia 200 osób. Instytut posiada kat. A w klasyfikacji MNiSW oraz prawo do doktoryzowania w zakresie nauk fizycznych. Prof. Sylwester Porowski, założyciel instytutu został w roku 2013 uhonorowany nagrodą Fundacji Nauki Polskiej (Polski Nobel) za osiągnięcia w dziedzinie technologii azotku galu, podstawowego materiału dla produkcji niebieskich diod i laserów.
Główne kierunki działalności naukowej i technologicznej instytutu to zastosowanie wysokich ciśnień w fizyce półprzewodników, inżynierii materiałowej i w obszarze biologii. Instytut posiada prężnie działający dział rozwoju i wytwarzania aparatury wysokociśnieniowej, która jest dostarczana do wielu krajów świata.
W ostatnich latach, w IWC PAN prowadzone są intensywne prace badawcze nad materiałami dla niebieskiej optoelektoniki, wysokociśnieniowej sterylizacji żywności oraz nanotechnologii i jej zastosowania w medycynie, m.in. do zwalczania bakterii i stymulacji regeneracji tkanki kostnej po urazach ortopedycznych.
Osiągnięcia naukowe instytutu w dziedzinie nanotechnologii i nanomedycyny
Laboratorium Nanostruktur prowadzi badania nanocząstek od blisko 20 lat, w tym od 6 lat
nanomateriałów dla medycyny regeneracyjnej. Zespół opracował technologię syntezy nanohydroksyapatytu o właściwościach analogicznych do właściwości naturalnego budulca kości ludzkiej, indukującego namnażanie komórek, resorbowalnego i biozgodnego. Materiał ten został zarejestrowany pod nazwą handlową GoHAP™.
Laboratorium posiada patent na technologię ultradźwiękowego pokrywania implantów ortopedycznych nanocząstkami hydroksyapatytu. Technologia ultradźwiękowa jest skuteczna również w nanoszeniu antybakteryjnych nanocząstek ZnO i Ag na tkaniny i iplanty medyczne.
Najważniejsze specjalności laboratorium :
- Synteza nanocząstek – laboratorium posiada unikalne w skali światowej mikrofalowe, ciśnieniowe reaktory chemiczne typu MSS (Microwave Solvothermal Synthesis).
- Charakteryzacja nanomateriałów – laboratorium posiada park aparaturowy pozwalający na wykonanie kompleksowej charakterystyki morfologiczno-strukturalnej nanocząstek, oraz ich właściwości fizyko-chemicznych.
- Zastosowania medyczne nanotechnologii.
IWC PAN współpracuje z zagranicznymi i krajowymi centrami i ośrodkami naukowo-badawczymi
Udział w pracach komitetów normalizacyjnych
- Komitet Techniczny ISO TC229 „Nanotechnologie”
- Komitet Techniczny CEN/TC 352 „Nanotechnologie”
- Polski Komitet Normalizacyjny (PKN) KT 314 „Nanotechnologia”
- Grupa zadaniowa Komisji Europejskiej “Task Force on Characterization for Nanosciences, Nanotechnologies and Advanced Materials”
- Grupa zadaniowa Komisji Europejskiej “Task Force on Safety for Nanosciences, Nanotechnologies and Advanced Materials”
Współpraca z biznesem
Obszary badań Laboratorium Nanostruktur obejmują syntezę nanostruktur oraz ich charakteryzację. Laboratorium oferuje m.in. usługę pokrywania ultradźwiękowego nanocząstkami różnych materiałów: skafoldów, materiałów nieporowatych, jak i porowatych itd. Jest to bardzo szybka i wydajna technologia.
Usługi badawcze Laboratorium Nanostruktur:
- Analiza rozkładu wielkości nanocząstek w roztworach koloidalnych i zawiesinach metodą DLS (Dynamic Light Scattering) Zetasizer NanoZS firmy Malvern – metoda akredytowana
- Analiza rozkładu wielkości nanocząstek w roztworach koloidalnych i zawiesinach metodą NTA (Nanosight Tracking Analysis), wizualizacja i śledzenie cząstek w zawiesinie; Nanosight NS500 firmy Malvern – metoda akredytowana
- Pomiar potencjału zeta metoda LDE (Laser Doppler Electrophoresis) Zetasizer NanoZS firmy Malvern – metoda akredytowana
- Pomiar powierzchni właściwej BET ciał stałych stabilnych w próżni metodą sorpcji fizycznej azotu; Gemini 2360, Micromeritics – metoda akredytowana
- Gęstość szkieletowa ciał stałych, granulatów, proszków metodą piknometryczną na piknometrze helowym AccuPyc II 1340, Micromeritics – metoda akredytowana
- Analiza stabilności zawiesin, emulsji, aerozoli i pian bez konieczności rozcieńczania ich na urządzeniu Turbiscan LAB, Formulation
- Morfologia materiałów na podstawie obserwacji powierzchni z rozdzielczością do 1 nm za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), Zeiss Ultra Plus, Bruker. Mikroskop jest wyposażony także w system mikroanalizy EDS firmy Bruker mod. Quantax 400
- Jednoczesna, kompleksowa analiza termiczna składająca się z termograwimetrii i skaningowej kalorymetrii różnicowej z jednoczesną analizą gazów wydzielanych z próbki (Spektrometr podczerwieni z transformacją Fouriera FTIR i spektrometr masowy QMS); urządzenie STA 449, Jupiter, Netzsch
- Analiza fazowa proszków, badań tekstury i badań rozkładu wielkości krystalitów na proszkowym dyfraktometrze rentgenowskim Panalytical, model X’Pert PRO
- Synteza wybranych nanoproszków (hydroksyapatyt, tlenek cyrkonu, tlenek cynku)
- Usługa pokrywania powierzchni materiałów nanocząstkami przy użyciu urządzenia sonicznego. Pokrywanie odbywa się w sterylnych warunkach i umożliwia wytwarzanie aktywnych nanowarstw, szczególnie na materiałach o przeznaczeniu medycznym
Stosowane modele współpracy
IWC PAN posiada duże doświadczenie w komercjalizacji wyników badań naukowych. Na potrzeby współpracy z biznesem tworzono firm typu Spin-off lub udzielano licencji na technologie.
Przykładowe projekty zrealizowane z partnerem biznesowym
W roku 2016 Laboratorium wykonało prace na zlecenie blisko 20 prywatnych firm. Współpraca z przemysłem wpisana jest w politykę Laboratorium i trwa od wielu lat, zarówno na płaszczyźnie komercyjnej, jak i w ramach projektów badawczo-rozwojowych.
W latach 2013-16, we współpracy z firmą CHM sp z o.o., ze środków NCBiR, realizowany był projekt ERANET-Matera. Obecnie realizowany jest projekt RANB o akronimie NANOLIGABOND, we współpracy z firmą Orhtoligaments Ltd.
Projekty, do których poszukiwany jest partner biznesowy
Laboratorium Nanostruktur pracuje nad połączeniem dostępnych w laboratorium technik syntez wytwarzania, pokrywania z materiałami dostępnymi, wytwarzanymi na rynku. Przykładem może być zastosowanie otrzymywanego w laboratorium nanohydroksyapatytu o właściwościach bardzo podobnych do bioapatytu w połączeniu z dostępnymi na rynku materiałami. Instytut może zaproponować innowacyjną technikę pokrywania materiałów nanocząstkami.
Efektem zastosowania hydroksyapatytu może być szybszy powrót do zdrowia pacjentów po urazach ortopedycznych. Syntetycznie otrzymywany hydroksyapatyt pozwoli na znacznie szybszą odbudowę kości w miejscu urazu, w przeciwieństwie do stosowania implantów bez nanocząstek. Zminimalizuje także wystąpienie ryzyka stanu zapalnego w miejscu zaimplantowania. Dla partnera biznesowego oznacza to znacznie wyższe zainteresowanie rynku materiałami np. o wysokiej biokompatybilności, pomocnymi w rekonwalescencji po urazach ortopedycznych.
Laboratorium poszukuje partnerów biznesowych zainteresowanych obszarami badań laboratorium, w celu stworzenia projektu, który pozwoli na otrzymanie produktu i wdrożenie go na rynek, szczególnie w zakresie:
- Wprowadzenia na rynek certyfikowanych jako wyrób medyczny nanoproszków hydroksyapatytu i tlenku cynku.
- Wprowadzenia na rynek ultradźwiękowych technologii pokrywania materiałów nanocząstkami
- Wprowadzenia na rynek nano-warstw antybakteryjnych.
Obecnie prace badawcze są na poziomie gotowości technologicznej TRL 3-5, co oznacza sprawdzenie technologii w warunkach laboratoryjnych.
Jesteśmy otwarci na nowe projekty, pomysły i współpracę. Zapraszamy do kontaktu.
Zdjęcia instytutu
Publikacje
Monografie i Publikacje w latach 2015-2016 autorstwa członków Laboratorium Nanostruktur
Monografie:
1. “Świat Nanocząstek”, Praca zbiorowa pod redakcją Anny Świderskiej – Środy, Witolda Łojkowskiego, Małgorzaty Lewandowskiej, Krzysztofa , J. Kurzydłowskiego, PWN 2016, ISBN 978-83- 01-18770- 5; Rozdziały:
- „Różne sposoby postrzegania nanotechnologii” – Witold Łojkowski, Anna Świderska – Środa, Joanna Sobczyk
- „Metody i procedury charakteryzowania morfologii nanocząstek” – Anna Świderska – Środa
- „Pomiar rozkładu wielkości nanocząstek metodą rozproszenia światła laserowego”– Agnieszka Opalińska
- „Pomiar stabilności koloidów i zawiesin nanocząstek” – Jacek Wojnarowicz, Agnieszka Opalińska
- „Pomiar rozmiaru nanokryształów metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego” – Stanisław Gierlotka.
- „Znaczenie morfologii w kształtowaniu właściwości nanocząstek” – Anna Świderska – Środa
- „Bezpieczeństwo i higiena pracy z nanocząstkami” – Anna Świderska – Środa
- „Nanomateriały w świetle przepisów Unii Europejskiej” – Anna Świderska – Środa, Agnieszka Baran
- „Polityka i działania Unii Europejskiej w odniesieniu do nanomateriałów” – Anna Świderska – Środa
2. The Nano-Micro Interface: Bridging the Micro and Nano Worlds”, 2nd Edition, Ed. by Hans-Jörg Fecht, Matthias Werner, Marcel Van de Voorde, Wiley-VCH, ISBN: 978-3- 527-33633- 3, 756 pages, January 2015. Rozdziały:
- “Quo Vadis Nanotechnology?”, Witold Łojkowski, Hans-Jorg Fecht and Anna Świderska – Środa, Vol 1, Part I, 5., pp. 79-95
- “Guidelines for Safe Operation with Nanomaterials”, Iwona Malka, Marcin Jurewicz, Anna Świderska-Środa, Joanna Sobczyk, Witold Łojkowski, Vol 2, Part VII.32, pp 647-676
Publikacje:
- Beilstein Journal of Nanotechnology, Influence of hydrothermal synthesis parameters on the properties of hydroxyapatite nanoparticles, S. Kuśnieruk, J. Wojnarowicz, A. Chodara, T. Chudoba, S. Gierlotka and W. Łojkowski, 2016, 7, 1586-1601. Open Accesss, IF 2,670, Doi: 10.3762/bjnano.7.153
- Beilstein Journal of Nanotechnology, Paramagnetism of cobalt-doped ZnO nanoparticles obtained by microwave solvothermal synthesis, J. Wojnarowicz, S. Kuśnieruk, T. Chudoba, S. Gierlotka, W. Lojkowski, W. Knoff, M.I. Lukasiewicz, B.S. Witkowski, A. Wolska, M.T. Klepka, T. Story and M. Godlewski, 2015,6(1) , 1957-1969.IF 2,670, Open Access, doi: 10.3762/bjnano.6.20
- Beilstein Journal of Nanotechnology, Size dependent density of zirconia nanoparticles, Agnieszka Opalińska, Iwona Malka, Wojciech Dzwolak, Tadeusz Chudoba, Adam Presz, Witold Łojkowski, 2015, 6, 27-35. Open Access, IF 2,670, doi: 10.3762/bjnano.6.4
- Drying Technology, The Effect of Pulsed Electric Field (PEF) on Drying Kinetics, Color and Microstructure of Carrot, Artur Wiktor, Malgorzata Nowacka, Magdalena Sledz, Katarzyna Rybak, Witold Lojkowski, Tadeusz Chudoba and Dorota Witrowa-Rajchert., Drying Technology, Accepted author version posted online: 30 Oct 2015, DOI:10.1080/07373937.2015.1105813
- Innovative Food Science & Emerging Technologies, The impact of pulsed electric field treatment on selected bioactive compound content and color of plant tissue, Artur Wiktor, Magdalena Sledz, Malgorzata Nowacka, Katarzyna Rybak, Tadeusz Chudoba, Witold Lojkowski, Dorota Witrowa-Rajchert, , Volume 30, August 2015, Pages 69–78, Open Access, www.sciencedirect.com/science/journal/14668564/27
- International Journal of Nanotechnology, Fabrication and upconversion emission processes in nanoluminophores NaYF4: Er, Yb and NaYF4: Tm, Yb, Lam Thi Kieu Giang, Tran Kim Anh, Nguyen Thanh Binh, Le Quoc Minh, Lukasz Marciniak , Witold Łojkowski, 2015, 12(5-7), 538-547, Impact Factor: 0.62 DOI:
- Thermochimica Acta, Thermal decomposition studies of bio-resourced polyamides by thermogravimetry and evolved gas analysis, Joanna Pagacz, Agnieszka Leszczyńska, Michele Modesti, Carlo Boaretti, Martina Roso, Iwona Malka, Krzysztof Pielichowski, 612 (2015) 40-48. Open Access, doi:10.1016/j.tca.2015.05.003 10.1504/IJNT.2015.067911
- Szkło i Ceramika, Mikrofalowa solwotermalna synteza nanocząstek tlenku cynku domieszkowanego kobaltem, J. Wojnarowicz, S. Kuśnieruk, T. Chudoba, J. Mizeracki, W. Lojkowski, 2015, R.66, nr.3, pp: 8-13. Dostępny abstrakt w internecie, kolekcja BazTech, Identyfikator YADDA: bwmeta1.element.baztech-d698e657-5ded-444c- aafc-65dc0265d2a4
- Physics Procedia, 17th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter (ICL2014), Preparation and Characterization of Yttrium Hydroxide and Oxide Doped with Rare Earth Ions (Eu 3+, Tb 3+) nano One–dimensional, Liam Thi Kieu Giang, Tran Kim Anh, Lukasz marciniak, Dariusz Hreniak, Wiesław Stręk, Witold Łojkowski, Le Quoc Minh, Vol. 76, 2015, pp. 73-79
Materiały informacyjne:
Zdjęcia Instytutu
zobacz więcej
