Zasilany nanowęglem, świecący OLED-ami i samoistnie mieszający biozgodne eliksiry – czy taki mógłby być współczesny kocioł czarownic? Kto wie. Za to naukowcy z Politechniki Śląskiej z humorem podkreślają, że powyższe przykłady to żadna magia, a czysta nauka. Tydzień Czarownic jest 43. spośród 50 Tygodni w Mieście Nauki. 

- Współczesna nauka nieustannie prześciguje marzenia samych magików. Przykłady? Nanorurki węglowe umożliwiające bycie niewidzialnym przez radary, elektronika organiczna i jej feeria dostrajalnych barw albo wiele multifunkcjonalnych  tworzyw jak odzież monitorująca parametry zdrowotne – opowiadają kuratorzy Tygodnia Czarownic prof. Sławomir Boncel i dr hab. inż. Agata Blacha-Grzechnik, prof. PŚ z Politechniki Śląskiej. 

Nowoczesna elektronika

Przykładem jednostki badawczej specjalizującej się w syntezie i badaniu nowoczesnych materiałów organicznych jest Centrum Elektroniki Organicznej i Nanohybrydowej (CONE) Politechniki Śląskiej. W swojej działalności badawczej i aplikacyjnej pracownicy zarówno Wydziału Chemicznego Politechniki Śląskiej, jak i CONE skupiają się na optoelektronice organicznej oraz technologiach nanohybrydowych i biomedycznych. 

Jednym z ich obszarów badawczych jest optoelektronika organiczna, która opiera się na półprzewodnikach organicznych. Chodzi m.in. o urządzenia OLED, czyli diody luminescencyjne wytwarzane z zaawansowanych materiałów organicznych. Według doniesień naukowych jest to obecnie najbardziej przyjazna dla środowiska forma oświetlenia. Dodatkowo, technologia OLED jest wykorzystywana w tworzeniu elastycznych ekranów; pozwala również uzyskiwać więcej kolorów na wyświetlaczach. 

Powłoki antybakteryjne dzięki światłu

Innym obszarem badawczym jest otrzymywanie warstw organicznych do zastosowań w fotokatalizie oraz (opto)elektronice, czym zajmuje się kuratorka Tygodnia Czarownic dr hab. inż. Agata Blacha-Grzechnik, prof. PŚ z Katedry Fizykochemii i Technologii Polimerów na Wydziale Chemicznym Politechniki Śląskiej. 

W ostatnim czasie naukowczyni skupia się na tworzeniu powłok antybakteryjnych aktywowanych światłem, które bada w ramach kierowanego projektu pt. „Powłoki przeciwdrobnoustrojowe aktywowane światłem: nowe zastosowanie materiałów organicznych zdolnych do transferu energii”, finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki. 

- Aby zwiększyć bezpieczeństwo pacjentów oraz zmniejszyć ryzyko i liczbę przypadków zakażeń szpitalnych, coraz więcej placówek wprowadza powłoki przeciwbakteryjne na elementy mebli czy urządzeń. Takie warstwy mogą też być stosowane jako powłoki antybakteryjne samoczyszczące przy codziennym użytkowaniu różnych urządzeń osobistych np. w elektronice – tłumaczy badaczka. 

Jak dodaje, jednym z możliwych rozwiązań jest właśnie zastosowanie powłok aktywowanych światłem zdolnych do generowania reaktywnych form tlenu (ROS) o silnych właściwościach przeciwdrobnoustrojowych. 

Superhit: grafen 

Choć „wynaleziono” go dopiero dwadzieścia lat temu (za co przyznano Nagrodę Nobla z fizyki), dziś wydaje się jednym z najbardziej przyszłościowych materiałów o szerokim zastosowaniu w sferze nowych technologii. Mowa o grafenie.

Grafen to krystaliczna forma węgla, który ma tylko dwa wymiary – szerokość i długość, a grubość dokładnie jednego atomu. Cechuje się elastycznością, przepuszczalnością światła oraz bardzo dobrym przewodzeniem prądu elektrycznego i ciepła. 

Grafen to element konstrukcyjny nanorurek węglowych, którymi zajmuje się kurator Tygodnia Czarownic prof. Sławomir Boncel. - Nanorurka węglowa to zwinięty arkusz grafenu, czyli jednoatomowej warstwy węgla. Są to cylindryczne makromolekuły, składające się – na poziomie atomowym – ze zwiniętych bezszwowo „płacht” grafenu osadzonych w układzie „rurka w rurce”. Innymi słowy, przypominają strukturę współosiowych plastrów miodu zwiniętych w ruloniki o coraz większej średnicy – tłumaczy badacz z Katedry Chemii Organicznej, Bioorganicznej i Biotechnologii na Wydziale Chemicznym i wicedyrektor CONE Politechniki Śląskiej. 

A gdzie je można zastosować? Przykładowo, koszulki wyposażone w nanorurki mogą służyć jako sprzęt monitorujący parametry zdrowotne.  

Zespół prof. Sławomira Boncla w ramach projektu Narodowego Centrum Nauki opracował koszulkę do badania serca Holter EKG. – Podstawą naszego rozwiązania jest wielofunkcyjny materiał. Powstał on z syntezy ultradługich nanorurek węglowych o konkretnych parametrach morfologicznych i geometrycznych, co pozwoliło uzyskać materiał bardzo dobrze przewodzący prąd. Następnie materiał jest przekształcany w postać pasty elektroprzewodzącej, którą można nadrukować na odzież i w ten sposób zintegrować ją z polimerem i tekstylium. W efekcie taka koszulka z nanotekstroniczną powłoką z nanorurek węglowych pozwala zbierać sygnał biometryczny, w tym przypadku pracy serca – opowiada prof. Sławomir Boncel.  

Obecnie wynalazek jest w trakcie badań klinicznych. 

Autorka: Agnieszka Kliks-Pudlik

Pełny program Tygodnia Czarownic jest dostępny na stronie wydarzenia.