Materiaáy XIX Ogólnopolskiej Konferencji Krysztaáy Molekularne

Materia y XIX Ogólnopolskiej Konferencji

Kryszta y Molekularne 2014

Instytut Fizyki J drowej im. Henryka Niewodnicza skiego Polskiej Akademii Nauk ul. Radzikowskiego 152

31-342 Kraków

Materia y XIX Ogólnopolskiej Konferencji

Kryszta y Molekularne 2014

Sromowce Ni ne 8-12 wrze nia 2014 r.

Redakcja: Piotr Zieli ski, Andrzej Budziak

Redakcja techniczna: Marcin Majka, Tomasz M. Majka

Projekt ok adki: Marcin Majka

Logo: Andrzej Budziak, Wojciech Zaj c

Fotografie: Piotr Zieli ski

Druk: Drukarnia Eikon Plus ul. Wybickiego 46 31-302 Kraków tel. (12) 636 27 13 www.eikon.net.pl

Wydawca Tomasz Mariusz Majka ul.: Bitwy pod Monte Cassino 5/151A 33-100 Tarnów, Polska www.tomaszmmajka.edu.pl

Copyright © by Tomasz Mariusz Majka, Tarnów 2014

ISBN 978-83-937270-1-8

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014

5

Spis tre ci

Przedmowa 7

Organizatorzy i sponsorzy 8

Patronat honorowy 9

Komitety 10

Program konferencji 11

Lista plakatów 16

Streszczenia

Wtorek 18

roda 38

Czwartek 61

Pi tek 72

Plakaty 81

Tradycje Kryszta ów Molekularnych, Miejsce XIX Konferencji

Poprzednie konferencje i ich organizatorzy 138

Limeryki 139

Sromowce Ni ne 140

Indeks Autorów 145

Notes 149


6


7

Przedmowa

Serdecznie witamy na XIX Ogólnopolskiej Konferencji Kryszta y Molekularne 2014. Powie-rzenie przez Komitet Naukowy organizacji tegorocznego spotkania Zak adowi Bada Struk-turalnych Instytutu Fizyki J drowej im. H. Niewodnicza skiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie poczytujemy sobie za zaszczyt, a Dyrekcji Instytutu dzi kujemy za wydatne wsparcie i patronat honorowy. Zapraszamy na wyk ady, komunikaty i sesje plakatowe. Pole-camy te prezentacje aparatury, technik pomiarowych i preparatyki materia ów przygotowa-ne przez naszych sponsorów i uczestników wspó pracuj cych z wielkoskalowymi urz dze-niami badawczymi. Post p fizykochemii cia sta ych i nanotechnologii, sprawi , e tytu owe „kryszta y molekularne”, tj. przestrzennie periodyczne struktury mniej lub bardziej wyod-

bnionych cz steczek chemicznych b tylko jednym z wielu tematów tegorocznej konfe-rencji. Pozostaj one jednak jej has em wywo awczym i tradycyjnym symbolem jednocz -cym rodowisko polskich specjalistów w dziedzinie faz skondensowanych materii. Spo ród zagadnie s abo lub w ogóle nie reprezentowanych na poprzednich konferencjach sygnalizu-jemy wyst pienia na temat magnetycznych materia ów molekularnych oraz przegl d metod eksperymentalnych zwi zanych z wykorzystaniem róde neutronowych. Zwracamy te uwag na liczne komunikaty po wi cone uk adom zawieraj cym nanocz stki. Cz wyst -pie zosta a przygotowana na zaproszenie organizatorów. Niektóre z nich maj charakter przegl dowy, a inne s krótszymi komunikatami, w zale no ci od specyfiki tematu. Ze sta-ropolsk go cinno ci witamy Uczestników z zagranicy i dzi kujemy im, e zgodnie z suge-sti Komitetu Naukowego, zgodzili si u ywa j zyka polskiego, nawet, gdy nie jest on ich

zykiem ojczystym. Pragn c zapewni mo liwo wypowiedzi jak najwi kszej liczbie pre-legentów przewidzieli my „ultrakrótkie”, dziesi ciominutowe komunikaty m odych uczo-nych. Zwi i trafno przekazu najlepszej takiej prezentacji zostanie wyró niona nagro-

. Tradycyjnie te nagrodzony b dzie najlepszy plakat i – w ramach dzia alno ci pozanau-kowej – najlepszy limeryk. Rozdanie nagród w czasie uroczystej kolacji poprzedzi wy-cieczka nad Czorszty sk Atlantyd . Miejsce to, znane z wyj tkowych walorów krajobrazo-wych, by o wiadkiem wydarze o kapitalnym znaczeniu dla historii Polski i krajów o cien-nych, eby wymieni tylko przybycie ksi niczki Jadwigi Andegawe skiej z Niedzicy do Czorsztyna po drodze na koronacj na króla Polski... Mamy nadziej , e dzi ki Pa stwa obecno ci XIX Ogólnopolska Konferencja Kryszta y Molekularne 2014 stanie si te wa -nym wydarzaniem w rozwoju naszej dziedziny. Wszystkim PT Uczestnikom yczymy wielu warto ciowych kontaktów i dyskusji naukowych.

Andrzej Budziak Piotr Zieli ski


8

Organizatorzy i sponsorzy

Instytut Fizyki J drowej PAN Uniwersytet Jagiello ski

Polska Akademia Nauk Wydawca Tomasz Mariusz Majka

Journal of Education and Technical Sciences

PREVAC sp. z o.o.

TESTCHEM Hybrid Glass Poland Sp. z o. o.

PerkinElmer


9

Patronat honorowy

Prof. dr hab. Marek Je abek Dyrektor Instytutu Fizyki J drowej im. Henryka Niewodnicza skiego PAN

Marek Sowa Marsza ek Województwa Ma opolskiego


10

Komitet naukowy Grzegorz B k Andrzej Budkowski Alina Dudkowiak Henryk Galina Jan Godlewski Andrzej Graja Ryszard Jakubas Jeremiasz K. Jeszka Boles aw Kozankiewicz Tadeusz Luty Mieczys aw apkowski Andrzej Miniewicz Wojciech Nawrocik Piotr Petelenz Wiktor Piecek Adam Pro Henryk Ratajczak Marek Samo Lucjan Sobczyk Andrzej Sobolewski Juliusz Sworakowski Roman wietlik Jacek Ula ski Jacek Waluk Tadeusz Wasiuty ski Danuta Wróbel Ma gorzata Zagórska

Politechnika ódzka Uniwersytet Jagiello ski Politechnika Pozna ska

Politechnika Rzeszowska Politechnika Gda ska

Instytut Fizyki Molekularnej PAN Uniwersytet Wroc awski

Politechnika ódzka Instytut Fizyki PAN

Politechnika Wroc awska Politechnika ska

Politechnika Wroc awska Uniwersytet im. Adama Mickiewicza

Uniwersytet Jagiello ski Wojskowa Akademia Techniczna

Politechnika Warszawska Uniwersytet Wroc awski

Politechnika Wroc awska Uniwersytet Wroc awski

Instytut Fizyki PAN Politechnika Wroc awska

Instytut Fizyki Molekularnej PAN Politechnika ódzka

Instytut Chemii Fizycznej PAN Instytut Fizyki J drowej PAN

Politechnika Pozna ska Politechnika Warszawska

Komitet organizacyjny Przewodnicz cy Konferencji

Piotr Zieli ski Przewodnicz cy Komitetu Organizacyjnego

Andrzej Budziak Z-ca przewodnicz cego Komitetu Organizacyjnego

Ewa Juszy ska-Ga zka Sekretariat

Maria Krawczyk

Magdalena Fitta Miros aw Ga zka

Jan Krawczyk Marcin Majka

Natalia Osiecka Pawe Sobieszczyk

Wojciech Zaj c


11

Program konferencji

Poniedzia ek 08.09.2014 r. PRZYJAZD – REJESTRACJA od 14:00 15:00-19:00 Bufet 20:00-22:00 Kolacja - Kotlicek

Wtorek 09.09.2014 r. 07:00-08:45 niadanie 08:45-09:00 OTWARCIE KONFERENCJI 09:00-09:30 J. Barna – wyk ad na zaproszenie organizatorów

Spinowe efekty w transporcie przez molekularne magnetyki 09:30-09:50 M. Ba anda

Badania niskowymiarowych magnetyków molekularnych 09:50-10:10 M. Fitta

Magnetyki molekularne jako przyk ad nowoczesnych materia ów funkcjonalnych

10:10-10:30 J. Kusz – wyk ad na zaproszenie organizatorów Wp yw przej spinowych na zmian struktury krystalicznej zwi zków

kompleksowych elaza (II) 10:30-10:45 K. Lewandowska

Nowe mo liwo ci zastosowa uk adów fuleren-chromofor organiczny 10:45-11:00 A. Pro

Czterosk adnikowe stopowe nanokryszta y Ag-In-Zn-S i Cu-In-Zn-S: otrzymywanie oraz funkcjonalizacja powierzchni

11:00-11:30 Przerwa kawowa 11:30-12:00 M. apkowski – wyk ad na zaproszenie organizatorów

Zastosowanie metod elektrochemicznych i spektroelektrochemicznych do wyznaczania podstawowych w ciwo ci

elektronowych oligomerów i polimerów skonjugowanych 12:00-12:20 L. Sznitko

Zastosowanie 3-(1,1-dicyjanoetenyl)-1-fenyl-4,5-dihydro-1H-pirazolu do generacji wiat a laserowego

12:20-12:40 E. Gondek Optyczna optymalizacja fotoogniwa organicznego

12:40-12:55 I. G owacki Uk ady matryca - emiter do zastosowa w organicznych diodach

elektroluminescencyjnych 12:55-13:10 J. Karpiuk

Procesy przeniesienia adunku w generacji bia ej fluorescencji: struktura i dynamika bia ych fluoroforów organicznych

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 PROGRAM KONFERENCJI

12

13:10-13:20 P. Morawiak In ynieria molekularna i strukturalna materia ów ciek okrystalicznych

z faz antyferroelektryczn (AFLC) do zastosowa fotonicznych

13:30-15:30 Przerwa obiadowa 15:30-16:00 W. Stampor – wyk ad na zaproszenie organizatorów

Elektro- i magnetomodulacja dysocjacji ekscytonów w organicznych uk adach molekularnych

16:00-16:20 G. Jarosz O wydajno ciach konwersji fotowoltaicznej planarnych organicznych

uk adów jednoz czowych i tandemowych 16:20-16:35 O. Morawski

Oxotytanylowe tetrafenyl-porfiryna i ftalocjanina jako fotokatalizatory rozszczepienia wody wiat em widzialnym

16:35-16:50 S. Bartkiewicz Wiry optyczne – generacja i w ciwo ci

16:50-17:05 A. Sobolewska Czy pojedyncza wi zka wiat a mo e generowa struktury periodyczne?

17:05-17:20 K. elechowska Modyfikowane hydro ele grafenowe, jako elektrody

w bioogniwach paliwowych 17:20-17:50 Przerwa kawowa 17:50-18:10 A. Wójcik

Materia y hybrydowe dla urz dze fotonicznych 18:10-18:45 Przedstawiciel PerkinElmer 19:00-20:00 Kolacja 20:00-22:00 Sesja plakatowa

roda 10.09.2014 r.

07:00-08:45 niadanie 08:45-09:15 T. Marty ski – wyk ad na zaproszenie organizatorów

Ultracienkie warstwy organiczne dla elektroniki 09:15-09:35 J. Zem a

Selektywna adsorpcja wielu bia ek do gradientowych powierzchniowych wzorów PS/ PNIPAM

09:35-09:55 K. Awsiuk Adsorpcja bia ek i ich konformacja na cienkich warstwach politiofenów:

charakteryzacja spektro- i mikroskopowa 09:55-10:15 E. Chrzumnicka

asno ci orientacyjne oraz organizacja molekularna ciek ych kryszta ów z atomami fluoru w cienkich warstwach

10:15-10:30 J. Stetsyshyn Wra liwe na bod ce nanowarstwy polimeryzowane ‘z powierzchni’ przy

yciu peroksydów wielofunkcyjnych i ich w ciwo ci


13

10:30-10:45 K. Woronowicz Chemicznie modyfikowany tlenek grafenu jako materia do oczyszczania

bia ek 10:45-11:15 Przerwa kawowa 11:15-11:45 J. W sicki

Polimorfizm i dynamika uk adów molekularnych czynnych farmakologicznie

11:45-12:05 Y. Kitayev – wyk ad na zaproszenie organizatorów Przej cia fazowe w kryszta ach z rodziny glazerytu

12:05-12:25 A. api ski Spektroskopowe badania przej cia fazowego ze stanu izolatora Motta do

stanu z uporz dkowaniem adunkowym obserwowanego dla soli -(ET)4[M(CN)6][N(C2H5)4] 2H2O

(gdzie M = CoIII, FeIII) 12:25-12:40 J. Raczkowska

Wp yw elastyczno ci pod a na proces proliferacji komórek nowotworowych

12:55-13:10 J. Jeszka Przewodz ce w ókna do zastosowa w tekstronice

13:10-13:20 J. Fr ckowiak Mi dzywarstwowe uporz dkowanie adunkowe w metalu

organicznym (tTTF-I)2ClO4 13:30-15:30 Przerwa obiadowa 15:45-16:15 A. Pajzderska – wyk ad na zaproszenie organizatorów

Badania neutronowe uk adów molekularnych 16:15-16:30 W. Zaj c

Europejskie ród o Spalacyjne (ESS) jako projekt kszta towany potrzebami nauki

16:30-16:50 M. Krzystyniak – wyk ad na zaproszenie organizatorów Spektroskopia Comptonowskiego rozpraszania neutronów

z rozdzielczo ci masow 16:50-17:20 J. My liwiec – wyk ad na zaproszenie organizatorów

Laserowanie i laserowanie randomiczne w uk adach 17:20-17:40 J. Ula ski

Ponad 30 lat rozwoju metody wylewania strefowego – od anizotropowych kompozytów przewodz cych

do ambipolarnych tranzystorów z efektem polowym 17:40-18:00 Przerwa kawowa 18:00-18:10 K. Lament

Samoorganizacja moleku PTCDI-C8 na powierzchni GaN(0001) 18:10-18:20 K. Dradrach

ciwo ci elektrooptyczne uk adów ciek okrystalicznych domieszkowanych kropkami kwantowymi i nanopr tami

18:20-18:30 J. Noga Fotorefrakcyjne w ciwo ci chiralnych ciek ych kryszta ów


14

18:40-18:50 J. Jaworska Charakterystyka fotoindukowanych filamentów typu NIX

w ciek okrystalicznych pochodnych azobenzenu 18:50:19:00 K. Majchrowski

Dostrajany detektor THZ 19:00-20:00 Kolacja 20:00-22:00 Sesja plakatowa

Czwartek 11.09.2014 r. 07:00-08:30 niadanie 08:30-08:55 R. wietlik

Fluktuacje rozk adu adunku w organicznych pó przewodnikach (tTTF)2X (X =Br, I)

08:55-09:20 B. Kozankiewicz Pojedyncza cz steczka jako sonda migracji adunku

09:20-09:40 P. Audebert – wyk ad na zaproszenie organizatorów Nowe, elektroaktywne pochodne tetrazyny: elektrochemia, w ciwo ci

fluorescencyjne i zastosowania 09:40-10:00 I. Natkaniec

Dynamika moleku wody mi dzy warstwami tlenku grafenu 10:00-10:20 Przerwa kawowa 10:20-10:45 E. Górecka – wyk ad na zaproszenie organizatorów

Nanocz stki metali tworz ce fazy ciek okrystaliczne 10:45-11:00 P. Perkowski

Spektroskopia dielektryczna materia ów ciek okrystalicznych 11:00-11:15 A. Rudzki

Widma FT-IR a metoda DFT w analizie mezogenów 11:15-11:25 M. Ordon

Termiczna analiza nowych tioestrów, b cych pochodnymi terpenoidów 11:25-11:40 Z. Galewski

Ciek okrystaliczny polimorfizm alkanianów 4-[4-(alkiloksyfenylo)diazenylo]fenylu

11:40-11:55 I. Majerz Wp yw zgi cia p aszczyzny pier cienia benzenowego na zmian

aromatyczno ci 12:00-13:00 Przerwa obiadowa 13:00-19:00 Wycieczka

20:00-?? Uroczysta kolacja


15

Pi tek 12.09.2014 r. 07:00-08:30 niadanie 08:30-09:00 A. Bernasik – wyk ad na zaproszenie organizatorów

Wykorzystanie rozpylania jonowego w badaniach materia ów organicznych

09:00-09:20 J. Rysz Wp yw modyfikacji anody pokrytej PEDOT: PSS za pomoc moleku

samoorganizuj cych si na wydajno organicznych ogniw s onecznych 09:20-09:40 Z. odziana

Zwi zki molekularne jako magazyn wodoru 09:40-09:55 K. Kucab

Pozyskiwanie energii z ma ych drga mechanicznych w nieliniowych, piezoelektrycznych uk adach mechanicznych

10:05-10:25 Przerwa kawowa 10:25-10:45 P. Petelenz

Immanentne mankamenty klastrowego opisu kryszta ów molekularnych 10:45-11:00 T. Majka

Przetwórstwo i wybrane w ciwo ci nanokompozytów poliamid-6/montmorylonit

11:00-11:15 P. Sobieszczyk Wp yw pokrycia na rozchodzenie si fal i rezonansów powierzchniowych

w izotropowym o rodku spr ystym o geometrii cylindrycznej

11:15-11:30 M. Majka Detekcja czasu trwania ultrakrótkich sygna ów d wi kowych na podstawie ich w asno ci spektralnych. Prawo Webera-Fechnera

11:35-11:45 ZAMKNI CIE KONFERENCJI 11:45-12:45 Obiad

12:45 Wyjazd


16

Lista plakatów

01 M. Klein* Wp yw s abego zewn trznego pola magnetycznego na procesy fotoelektryczne w barwnikowych ogniwach s onecznych

02 M. Obarowska Fotoprzewodnictwo powierzchniowe w warstwach TIPS-Pentacenu 03 D. Pelczarski Magnetomodulowana fotoluminescencja i magnetofotopr dy

w uk adzie dendrymer aminowy : batokuproina 04 R. Signerski Fotowoltaiczne w asno ci uk adów z heteroz czem

ftalocyjanina/pó przewodnik II-VI 05 P. Budzisz Wyznaczanie ruchliwo ci no ników adunku metod ma osygna owej

susceptancji 06 J. Konieczkowska Nowe azopolimery dla zastosowa w fotonice i optoelektronice 07 A. Stefaniuk Wydajno kwantowa fotogeneracji no ników adunku w ogniwach

fotowoltaicznych na bazie P3HT:PCBM 08 D. Wróbel Hybrydowe ogniwa fotowoltaiczne na bazie kropka kwantowa -

chromofor 09 S. Bartkiewicz Dwuwymiarowa analiza termooptyczna 10 E. Robak Nanostruktury tlenku cynku do zastosowania w fotowoltaice 11 G. Lewi ska Barwnik BBOT do zastosowa w ogniwach s onecznych i diodach 12 I. Tszydel Organiczne tranzystory ambipolarne wytwarzane jednoetapow

metod wylewania strefowego 13 M. Kuci ska Sensory oparte na organicznych tranzystorach z efektem polowym

z modulacj adunku 14 G.W. B k Struktura ciek okrystalicznych moleku CNH6BI 15 G.W. B k Optycznie indukowane prze czenie w cienkowarstwowych uk adach

z dominacj pr dów ograniczonych adunkiem przestrzennym 16 K. Bijak Synteza i charakterystyka termotropowych azometinodiimidów

o potencjalnych zastosowaniach w optoelektronice organicznej 17 A. Jarczyk-J dryka Synteza i charakterystyka nowych azyn dla zastosowa

w optoelektronice 18 M. Kotkowiak Wp yw nanocz stek metalicznych na w ciwo ci fizyczne ogniw

fotowolataicznych 19 A. Szukalski Nieliniowe w ciwo ci optyczne wybranych pochodnych pirazoliny 20 K. Cyprych Przestrajalna randomiczna akcja laserowa na uk adach pochodzenia

biologicznego 21 W. Piecek Ciek okrystaliczne elementy optyki polaryzacyjnej 22 M. Banasiewicz asno ci spektroskopowe pochodnych imidazo[1,2-a]pirydyny 23 K. Holderna-Natkaniec Struktura i dynamika jednowodnego pentachloroantymonianu (III)

piperazyny 24 A. Kozanecka-

Szmigiel Zapis i relaksacja fotoindukowanej dwój omno ci w nowych poliestroimidach azobenzenowych

25 M. Zagórska Nowe pochodne naftalenobisimidu z alkoksyfenylowymi podstawnikami przy azocie

26 M. Zagórska Oligotiofenowe pochodne diketopirolopiroli: w ciwo ci spektroskopowe, elektrochemiczne, strukturalne i transportowe

27 I. Niezgoda Rozga zione pochodne azobenzenu z grup estrow - synteza oraz badanie w ciwo ci optycznych i ciek okrystalicznych

28 M. Nowak Struktura krystaliczna zwi zku kompleksowego [Fe(hbtz)2(AL)2](ClO4)2

29 A. Sroka Struktura kompleksów kwasu fenamowego z aminami trzeciorz dowymi 30 I. Tralle Trójsk adnikowy metamateria gyroskopowy * Autorzy do korespondencji

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 LISTA PLAKATÓW

17

31 A. Biadasz Charakteryzacja dwuwymiarowych warstw utworzonych z klatkowych silseskwioksanów (POSS)

32 W. Pa ko Wp yw parametrów elektrycznych i mechanicznych na wydajno energetyczn nieliniowego, piezoelektrycznego urz dzenia mechanicznego pozyskuj cego energi z ma ych drga mechanicznych

33 K. K dzierski ciwo ci elektryczne i optyczne cienkich warstw nanorurek glowych

34 M. Laskowska Krzemionka mezoporowata SBA-15 aktywowana jonami metali- synteza i w asno ci fizykochemiczne

35 M. Grzeszczuk Morfologie warstw polipirolu elektroosadzonego z hydrofilowej cieczy jonowej

36 A. Adamski Morfologia i struktura krystaliczna warstw wytworzonych technik wylewania strefowego z czteroestrów n-alkilowych kwasu peryleno-(3,4,9,10)-czterokarboksylowego

37 M. Podruczna Wp yw terminalnych grup alkoksylowych oraz ugrupowa aromatycznych na ciek okrystaliczny polimorfizm pochodnych 4-nitroazobenzenu

38 A. api ski Badania spektroskopowe nowych przewodników protonowych pochodnych kwasów dikarboksylowych

39 I. Majerz Przeniesienie protonu w 2,6-dichloro-4-nitrofenolanie 3-metylopirydyny

40 A. Makarewicz Graniczny przypadek wewn trz-molekularnego przeniesienia protonu - cz steczka 12-hydroxy-1-azaperylenu

41 A. Nowicka Badania ramanowskiego rozpraszania wiat a warstw wytworzonych technik wylewania strefowego z czteroestrów n-alkilowych kwasu peryleno-(3,4,9,10)-czterokarboksylowego

42 I. Olejniczak Przej cie fazowe metal-izolator w chiralnej soli [(S,S)-DM-EDT-TTF]2ClO4 wykazuj cej anizotropi magnetochiraln

43 W. Otowski Dynamika molekularna ciek ego kryszta u (4-(4’oktylobifenylo)karboksylanu) 4-(2-metylobutylo) fenolu) (CE8) wykazuj cego istnienie fazy niebieskiej „widziana” spektroskopi dielektryczn

44 J.T. Ho aj-Krzak Efekty dynamicznych sprz w spolaryzowanych widmach w podczerwieni kryszta ów molekularnych kwasów dikarboksylowych

45 A. B k Wp yw oddzia ywa powierzchniowych na dynamik moleku 5*CB 46 M. Bia kowska Badania widm wzbudzenia fluorescencji skupisk cz steczek terylenu

w kryszta ach p-terfenylu 47 M. Grucela-Zaj c Azometinodiimidy z ugrupowaniami tiofenowymi – w ciwo ci

i zastosowania 48 M.F. Rode Teoretyczna optymalizacja w asno ci molekularnego fotoprze cznika

optycznego 49 K. Falkowski Symulacje Monte Carlo dysocjacji ekscytonów w materia ach

molekularnych 50 K. Falkowski Elektromodulacja fotoluminescencji na gruncie ró nych modeli

dysocjacji ekscytonów w o rodku ci ym 51 A. Eilmes Teoretyczne badania procesu wytr cania soli w sta ych elektrolitach

polimerowych PEO/MeI (Me = Li – Cs) 52 B. Barszcz ciwo ci wibracyjne nowych koroli – spektroskopia IR wspierana

obliczeniami DFT 53 K. Fornal Obrazowanie i analiza spektroskopowa wielokrokowych metod

tworzenia macierzy DNA wykorzystuj cych kompleks streptawidyna-biotyna

54 A. Chrzanowska Statyczne i dynamiczne w asno ci dwuwymiarowego uk adu cz stek koloidalnych z powierzchniowymi centrami oddzia ywania

55 P. Karbowniczek O radialnej funkcji korelacji obiektów wkl ych


18

Streszczenia

Wtorek 09.09.2014 r.

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 WTOREK - WYK AD NA ZAPROSZENIE ORGANIZATORÓW

19

Spinowe efekty w transporcie przez molekularne magnetyki

J. Barna 1,2 , M. Misiorny1

1Wydzia Fizyki,Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, ul. Umultowska 85, 61-614 Pozna

2Instytut Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk, ul. M. Smoluchowskiego 17, 60-179 Pozna

Efekty spinowe w transporcie elektronowym przez molekularne magnetyki by y przedmiotem szerszego zainteresowania w ostatnich latach. Typowy uk ad do badania transportu to moleku a magnetyczna do czona do metalicznych (w ogólno ci ferromagnetycznych) elektrod. Moleku a magnetyczna jest najcz ciej opisywana efektywnym Hamiltonianem spinowym, w którym zawarty jest wk ad od anizotropii osiowej oraz anizotropii poprzecznej. Jednym z ciekawszych zjawisk spinowych jest indukowane impulsem pr du elektrycznego prze czanie spinu moleku y, które jest mo liwe dzi ki wymiennemu sprz eniu elektronów transportowych z magnetyczn pow ok moleku y. Zjawisko to jest kluczowe z punktu widzenia praktycznego wykorzystania moleku magnetycznych w elementach logicznych. Istotny wp yw na zjawisko indukowanego pr dem prze czania spinu moleku y ma efekt kwantowego tunelowania mi dzy dwoma zdegenerowanymi stanami spinowymi [1], które wyst puje dzi ki poprzecznej anizotropii magnetycznej.

Wspó istnienie i wzajemne oddzia ywanie transportu adunku, spinu i energii przez moleku y magnetyczne prowadzi do dodatkowych spinowych efektów w elektrycznych jak i termoelektrycznych w ciwo ciach moleku . Omówione zostan zarówno konwencjonalne jak i spinowe w ciwo ci termoelektryczne w limicie liniowej odpowiedzi, w tym zale no spinowej termosi y i spinowej termoelektrycznej wydajno ci od ró nych parametrów moleku y, w tym od si y sprz enia z elektrodami. Dotyczy to zarówno przypadku moleku spinowo-izotropowych jak i moleku spinowo-anizotropowych. Okazuje sie ponadto, e czysty pr d spinowy mo na generowa napi ciem spinowym, nawet je li w uk adnie nie ma przep ywu elektronów przez moleku [2]. Odpowiedni mechanizm fizyczny oparty jest na oddzia ywaniu wymiennym moleku y z elektrodami. Moleku y odgrywaj wówczas rol rezerwuaru po rednicz cego mi dzy elektrodami, który mo e absorbowa jak i emitowa kwant momentu p du. [1] M. Misiorny and J. Barna , Phys. Rev. Lett. 111, 046603 (2013). [2] M. Misiorny and J. Barna , to be published.

1,2 Autor do korespondencji: [email protected]

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 WTOREK

20

Badania niskowymiarowych magnetyków molekularnych

M. Ba anda1

1Instytut Fizyki J drowej im. Henryka Niewodnicza skiego PAN Radzikowskiego 152, 30-342 Kraków

Magnetyki molekularne to klasa materia ów magnetycznych, tworzonych na bazie moleku , w odró nieniu od sieci metalicznych lub jonowych, typowych dla magnetyków konwencjonalnych. Celem bada tych uk adów, oprócz zrozumienia wielu aspektów magnetyzmu materii, jest otrzymywanie materia ów dla nowoczesnych technologii, informatyki, elektroniki czy medycyny. Prace koncentruj si g ównie wokó poszukiwania materia ów funkcjonalnych, których magnetyzm jest silnie zale ny od czynników zewn trznych oraz tematyki zwi zków niskowymiarowych. Molekularne nanomagnesy to uk ady 0D (anizotropowe magnetyczne cz steczki) i 1D ( cuchy molekularne), które cechuj si powoln relaksacj , a poni ej temperatury blokowania, wykazuj histerez magnetyczn , tak jak magnetyki makroskopowe. W referacie przedstawi badania relaksacji w zwi zkach 1D [1] i quasi-1D [2] na bazie porfiryny manganu i rodnika TCNE. Molekularne materia y warstwowe 2D lub quasi-2D s równie ciekawe ze wzgl du na podobie stwo do wa nych technologicznie cienkich warstw magnetycznych. Przeprowadzone kilkoma technikami badania dwuwymiarowego zwi zku Cu4[W(CN)8]4 [3,4] pokaza y, e momenty magnetyczne jonów Cu i W sprz gaj si przy przej ciu typu Kosterlitza-Thoulessa w temperaturze 33.4 K.

Rys. 1 Podatno magnetyczna AC cuchowej próbki 1D na bazie porfiryny Mn i TCNE. Spadek

AC spowodowany jest blokowaniem relaksacji [1].

Rys. 2 Podatno magnetyczna AC i DC próbki quasi-2D Cu-W(CN)8. Przej cie fazowe w T = 33.4 K nosi cechy przej cia Kosterlitza-Thoulessa [4].

[1] M. Ba anda, M. Rams, S.K. Nayak, Z. Tomkowicz, W. Haase, K. Tomala, J.V. Yakhmi, Phys. Rev. B, 74 (2006) 224421; [2] M. Ba anda, Z. Tomkowicz, W. Haase, M. Rams, J.Phys.Conf.Ser.,303 (2011) 012036; [3] F.L. Pratt, P.M. Zieli ski, M. Ba anda, R. Podgajny, T. Wasiuty ski, B. Sieklucka, J. Phys.-Condens. Mat., 19 (2007) 456208; [4] M. Ba anda, R. Pe ka, T. Wasiuty ski, M. Rams, Y. Nakazawa, Y. Korzeniak, M. Sorai, Phys. Rev. B, 78 (2008) 174409. 1 Autor do korespondencji: [email protected]


21

Magnetyki molekularne jako przyk ad nowoczesnych materia ów funkcjonalnych

M. Fitta1

1 Zak ad Bada Strukturalnych, Instytut Fizyki J drowej PAN, ul. Radzikowskiego 152, 31- 342 Kraków

Magnetyki molekularne nale do dynamicznie rozwijaj cej si grupy materia ów funkcjonalnych, w ród których mo na znale przyk ady zwi zków metaloorganicznych o ró nej wymiarowo ci oraz unikatowych w asno ciach. Oprócz zjawiska powolnej relaksacji magnetycznej, kluczowego w no nikach pami ci, materia y molekularne wykazuj zale no w asno ci magnetycznych od czynników zewn trznych, takich jak wiat o, ci nienie, pole magnetyczne i elektryczne, czy te modyfikacje chemiczne.

Podobnie jak w przypadku tradycyjnych magnetyków nieorganicznych, dla magnetyków molekularnych obserwuje si wyst powanie efektu magnetokalorycznego (MCE), który mo e by wykorzystywany do ch odzenia w procesie adiabatycznej demagnetyzacji. W referacie zaprezentowane zostan wyniki MCE uzyskane z pomiarów magnetycznych oraz kalorymetrycznych dla trójwymiarowych sieci koordynacyjnych Mn2-L-[Nb(CN)8], gdzie L oznacza ligand organiczny [1, 2, 3]. Zostanie równie omówiona zale no efektu magnetokalorycznego od pola magnetycznego w kontek cie zachowania krytycznego badanych materia ów. Drug grup materia ów, dla której zostan omówione w asno ci magnetokaloryczne b wysokospinowe klastry molekularne (np. Ni9W6) [4], czyli materia y, które mog znale zastosowanie w uzyskiwaniu temperatur subkelvinowych w procesie ch odzenia magnetycznego.

W dalszej cz ci wyst pienia zaprezentowane zostan mo liwo ci uzyskiwania magnetyków molekularnych na bazie oktacyjanometalanów w postaci cienkich warstw. Omówiona zostanie metoda elektrostatycznej samoorganizacji, dobór pod a dla wzrastaj cych warstw oraz wst pne wyniki analizy w asno ci magnetycznych oraz strukturalnych uzyskanych materia ów.

[1] M. Fitta, M. Ba anda, M. Mihalik, R. Pe ka, D. Pinkowicz, B. Sieklucka, M. Zentkova, 2012, J. Phys.: Condensed Matter, 24 (2012) 506002, [2] M. Fitta, R. Pe ka, M. Ba anda, M. Czapla, M. Mihalik, D. Pinkowicz, B. Sieklucka, T. Wasiuty ski, M. Zentkova, 2012, Eur. J. Inorg. Chem. (2012) 3830, [3] M. Fitta, M. Ba anda, R. Pe ka, P. Konieczny, D. Pinkowicz, B. Sieklucka, , 2013, J. Phys.: Condensed Matter, 25 (2013) 496012, [4] B. Nowicka, K. Stadnicka, W. Nitek, M. Rams, B. Sieklucka, CrystEngComm, 14 (2012) 6559

1 Autor do korespondencji: [email protected]


22

Wp yw przej spinowych na zmian struktury krystalicznej zwi zków kompleksowych elaza (II)

J. Kusz1

Zak ad Fizyki Kryszta ów, Instytut Fizyki, Uniwersytet ski ul. Uniwersytecka 4, 40-007 Katowice

Badania zjawiska spin crossover (SCO), tj. przej spinowych, w zwi zkach kompleksowych elaza(II) o strukturze sieci koordynacyjnej budz du e zainteresowanie, poniewa

prze czenie stanu spinowego HS(S=2) LS(S=0) mo e by dokonane poprzez zmian temperatury, ci nienia, zmiennego pola magnetycznego czy te za pomoc wiat a [1]. Przej ciu spinowemu towarzysz ró norodne zjawiska, takie jak zmiana w asno ci magnetycznych (przej cie paramagnetyk - diamagnetyk), optycznych, czy dielektrycznych. W szczególno ci zmiana stanu spinowego zwi zana jest ze skokow zmian d ugo ci wi zania Fe-ligand. Zaburzenie strukturalne wywo ane tak zmian parametrów chromoforu FeN6 rozprzestrzenia si na ca sie kryszta u i mo e wywo zmiany strukturalne w drugiej sferze koordynacyjnej.

Efektywna propagacja zaburzenia na sie kryszta u prowadzi do zjawisk kooperatywnych, w tym wyst pienia bistabilno ci spinowej uk adu, b cej podstaw potencjalnego zastosowania tych uk adów w elektronice molekularnej. Dlatego istotnym celem bada jest okre lenie typów procesów strukturalnych towarzysz cych przemianie spinowej oraz scharakteryzowanie ich wp ywu na przebieg przej cia spinowego. Dla wyja nienia zale no ci pomi dzy przebiegiem SCO a struktur uk adów wykazuj cych to zjawisko konieczne jest nie tylko wyznaczenie struktur izomerów spinowych w ich fazach stabilnych, lecz przede wszystkim w obszarze równoczesnego wyst powania jonów Fe(II) w obu stanach spinowych. Nale y tak e okre li procesy strukturalne, które towarzysz procesowi relaksacji uk adu prze czonego optycznie do fazy stabilnej w danej temperaturze.

Do bada wykorzystane zosta y trzy grupy kompleksów: uk ady wykazuj ce ostr przemian spinow wraz z towarzysz jej p tl histerezy [2], uk ady o dwu- i trójstopniowych przej ciach [3] oraz uk ady o niekompletnym przej ciu spinowym [4].

Otrzymane wyniki poszerzaj wiedz o sposobie rozprzestrzeniania si zaburzenia w sieci kryszta u. Pozwala to bardziej racjonalnie planowa struktur nowych uk adów ligandowych. Mo e to by równie pomocne przy rozstrzyganiu, czy bezpo rednie czenie centrów SCO ligandami mostkuj cymi przyczynia si do zwi kszenia kooperatywno ci przej cia spinowego.

Badania zosta y sfinansowane w ramach grantu badawczego NCN (No. DEC-2011/01/B/ST5/06311).

[1] P. Gütlich, H. A. Goodwin, Top. Curr. Chem. 233,1 (2004). [2] J. Kusz, R. Bronisz, M. Zubko, G. Bednarek, Chem. – Eur. J. 17, 6807 (2011). [3] A. Bia ska, R. Bronisz, J. Kusz, M. Zubko, Eur. J. Inorg. Chem. 884 (2013). [4] A. Bia ska, R. Bronisz, J. Kusz, M. Weselski, M. Zubko, Eur. J. Inorg. Chem. 875 (2013).



23

Nowe mo liwo ci zastosowa uk adów fuleren-chromofor organiczny

K. Lewandowska1,2, A. Podborska2 , P. Kwolek2, K. Szaci owski2,3

1 Polska Akademia Nauk, Instytut Fizyki Molekularnej, ul. Smoluchowskiego 17, 60-179 Pozna

2 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanis awa Staszica w Krakowie, Wydzia Metali Nie elaznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

3 Uniwersytet Jagiello ski, Wydzia Chemii, ul. Ingardena 3, 30-60 Kraków

Uk ady molekularne o w ciwo ciach pó przewodnikowych staj si coraz bardziej istotne dla zastosowa optycznych i urz dze elektronicznych, takich jak diody elektroluminescencyjne lub tranzystory polowe [1,2]. Druty molekularne s w ostatnich latach szeroko badane, a czenie kilku cz steczek, czy wykorzystanie pojedynczych moleku do budowy elektrod stanowi podstaw w tej dziedzinie nauki. Wiele uwagi po wi ca si moleku om aromatycznym [3], jak i nanorurkom w glowym [4]. Tak e polimery i oligomery [5,6], jak równie inne moleku y posiadaj ce zdelokalizowane elektrony typu s bardzo interesuj cymi i obiecuj cymi materia ami do zastosowa w elektronice.

W naszych badaniach skupili my si na uk adach fuleren-chromofor organiczny. Materia y te w po czeniu z polimerem (PEDOT:PSS) staj si obiecuj cymi materia ami do budowy organicznych diod molekularnych. Ich w ciwo ci prostuj ce wynikaj miedzy innymi z asymetrycznej budowy supermolekularnych uk adów o w ciwo ciach donorowo-akceptorowych, tworz cych cienkie warstwy molekularne. W uk adach tych zaobserwowano równie efekt prze czania fotopr du PEPS (Photoelectrochemical Photocurrent Switching), co daje mo liwo ci zastosowania ich do budowy uk adów logicznych, a tak e tranzystorów, czy demultiplekserów.

Rys. 1. Schemat 1,2-demultipleksera opartego na uk adzie fuleren-chromofor organiczny Badania zosta y sfinansowane ze rodków NCN przyznanych w ramach finansowania sta u po uzyskaniu stopnia naukowego doktora numer: 2012/04/S/ST5/00071; K. L. [1] R. H. Friend et al., Nature 397, 121 (1999). [2] C. Dimitrakopoulos, P.R.L. Malenfant, Adv. Mater. 14, 99 (2002). [3] T. Q. Nguyen, R. Martel, M. L. Avouris, L. Bushey, L. Brus, C. Nuckolls, J. Am. Chem. Soc. 126, 5234 (2004). [4] S. C. Tans, R. M. Verschueren, C. Dekker, (1998). [5] D. Fichou, J. Mater. Chem. 10, 571 (2000). [6] G. Horowitz, Adv. Mater. 10, 365 (1998).



24

Czterosk adnikowe stopowe nanokryszta y Ag-In-Zn-S i Cu-In-Zn-S: otrzymywanie oraz funkcjonalizacja powierzchni

G. G bka1, P. Bujak1, K. Giedyk1, M. Zagórska1, A. Pro 1

1Wydzia Chemiczny Politechniki Warszawskiej, Noakowskiego 3 00 664 Warszawa

Stopowe nanokryszta y pó przewodnikowe Ag-In-Zn-S i Cu-In-Zn-S stanowi nowoczesne materia y o potencjalnym szerokim zastosowaniu m.in. do wytwarzania diod elektroluminescencyjnych, fotodiod oraz znakowania biologicznego. Ponadto, w ostatnich latach s one interesuj alternatyw dla popularnych dwusk adnikowych pó przewodników zawieraj cych toksyczne pierwiastki takie jak kadm lub o ów (CdS, CdSe, PbS etc.). Przedstawione zostan nowe metody preparatywne pozwalaj ce na otrzymanie stopowych nanokryszta ów czterosk adnikowych o du ej wydajno ci fotoluminescencji, kontrolowanym kszta cie, rozmiarze i sk adzie (Rys. 1) [1].

Omawiane nanokryszta y s stabilizowane sterycznie poprzez funkcjonalizacj ich powierzchni ligandami organicznymi. Identyfikacja postaci chemicznej tych ligandów jest niezb dna do zaprojektowania i realizacji procesów ich wymiany na ligandy zawieraj ce po dane grupy funkcyjne. W dalszej cz ci prezentacji omówione zostan metody spektroskopowe badania oddzia ywa ligand-powierzchnia nanokryszta u oraz metody przy czania do powierzchni nanokryszta ów ligandów aktywnych elektrochemicznie. Ostatnia cz komunikatu b dzie dotyczy bada elektrochemicznych nanokryszta ów zawieraj cych ligandy elektrochemicznie aktywne wprowadzonych w procesie wymiany.

Rys. 1. Obrazy TEM czterosk adnikowych kryszta ów stopowych Ag-In-Zn-S o róznych kolorach

fotoluminescencji [1] G. Gabka, P. Bujak, K. Giedyk, A. Ostrowski, K. Malinowska, J. Herbich, B. Golec, I. Wielgus, A. Pron, Inorg. Chem. DOI: 10.1021/ic500046m Praca wykonana w ramach projektu TEAM/2011-8/6 “New solution processable organic and hybrid (organic/inorganic) functional materials for electronics, optoelectronics and spintronics”



25

Zastosowanie metod elektrochemicznych i spektroelektrochemicznych do wyznaczania podstawowych

ciwo ci elektronowych oligomerów i polimerów skonjugowanych

M. apkowski1

1 Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, Wydzia Chemiczny Politechniki skiej, ul. M. Strzody 9, 44-120 Gliwice oraz Centrum Materia ów W glowych i Polimerowych

PAN, 41-819Zabrze ul. M. Curie-Sk odowskiej 34.

W ostatnich latach coraz wi ksze zainteresowanie wzbudzaj skoniugowane zwi zki organiczne i polimery o w ciwo ciach przewodz cych ze wzgl du na ich mo liwo zastosowania w elektronice organicznej zwanej cz sto „elektronik prze roczyst ”. Tego typu materia y umo liwiaj skonstruowanie urz dze elektronicznych o niecodziennych cechach, takich jak: elastyczno , lekko , przezroczysto , niski pobór energii itp. Aby dany zwi zek móg znale zastosowanie musi posiada odpowiednie w ciwo ci, do których nale y zaliczy , rozpuszczalno , trwa , odpowiedni warto szeroko ci pasma zabronionego, odpowiednie po enie poziomów HOMO-LUMO itp. W wyk adzie szczególna uwaga zostanie po wi cona metodom elektrochemicznym, oraz po czeniu metod elektrochemicznych i spektroskopowych w celu otrzymania wiarygodnych informacji o szeroko ci przerwy energetycznej i poziomach HOMO-LUMO. Zostan równie pokazane metody modyfikacji struktury zwi zku chemicznego w celu uzyskania po danych

ciwo ci.



26

Zastosowanie 3-(1,1-dicyjanoetenyl)-1-fenyl-4,5-dihydro-1H-pirazolu do generacji wiat a laserowego

L.Sznitko1, K.Cyprych1, O. Morawski2, B. Kozankiewicz2, A. Sobolewski2, A. Miniewicz1, J. Mysliwiec1

1Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska ul. Wybrze e Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

2Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Al. Lotników 32/46,02-668 Warszawa

Zwi zek chemiczny 3-(1,1-dicyjanoetenyl)-1-fenyl-4,5-dihydro-1H-pirazolu (DCNP), zsyntezowany po raz pierwszy przez grup S. Allena jest moleku o budowie typu donor-akceptor. [1]. Zwi zek ten tworzy niecentrosymetryczny kryszta , reprezentuj cy grup przestrzenn Cc, wykazuj cy znakomite w ciwo ci optyczne o charakterze nieliniowym [1]. DCNP wykazuje równie zjawisko fotoluminescencji zarówno w formie krystalicznej jak i molekularnej, a tak e jak zosta o to ju pokazane, zdolno do generacji wiat a

w procesie wzmocnionej emisji spontanicznej [2]. Niniejsza prezentacja ma na celu pokazanie kluczowej roli kryszta ów DCNP w mechanizmie akcji laserowej, jako niezb dnej do powstania zjawiska wzmocnienia, jak i równie z punktu widzenia wprowadzanego do uk adu sprz enia zwrotnego. Nieporz dek zwi zany z du ilo ci mikrokryszta ów ró nej wielko ci mo e prowadzi do powstania akcji laserowej dla, której sprz enie zwrotne ma charakter randomiczny. Typ mikrostruktur ma równie kluczowe znaczenie z punktu widzenia charakteru emisji laserowej, daj c lub wykluczaj c mo liwo lokalizacji wiat a. W niniejszej prezentacji omówione

zostan powstaj ce w uk adach polimerowych typu go -gospodarz mikrostruktury DCNP i powi zane z w ciwo ciami emisyjnymi takiego uk adu. Wyniki sfinansowane ze rodków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DEC-2013/09/D/ST4/03780. [1] S. Allen, T.D. MacLean, P.F. Gordon, B.D. Bothwell, M.B. Hursthouse, S.A. Karaulov J. Appl. Phys. 64 2583-2590 (1988) [2] L. Sznitko, J. Mysliwiec, K. Parafiniuk, A. Szukalski, K. Palewska, S. Bartkiewicz, A. Miniewicz, Chem. Phys. Lett. 512 247-250 2011


Rys. 1. Schemat ideowy randomicznej akcji laserowej w oparciu o emisj wiat a z mikrokryszta ów DCNP (a), przyk adowe zdj cie emisji laserowej z warstwy polimerowej zawieraj cej mikrokryszta y DCNP (b), struktura molekularna DCNP (c), przyk adowe widmo emisji uzyskane w procesie randomicznej akcji laserowej z mikrokryszta ów DCNP (d).


27

Optyczna optymalizacja fotoogniwa organicznego

E. Gondek1

1Instytut Fizyki, Politechnika Krakowska, ul. Podchor ych , Kraków

Naturaln i najczystsz form energii, warunkuj ycie na Ziemi jest promieniowanie oneczne, które w uk adach fotowoltaicznych mo e podlega konwersji na energi

elektryczn . Uk ady fotowoltaiczne rozwijane s w oparciu o pó przewodniki nieorganiczne i pó przewodniki organiczne. Uk ady fotowoltaiczne oparte na pó przewodnikach organicznych, aczkolwiek oferuj ce ni sze sprawno ci od uk adów nieorganicznych, to jednak ze wzgl du na niskie koszty wytwarzania i mo liwo ci otrzymywania struktur elastycznych s bardzo atrakcyjne i maj perspektyw powszechnych zastosowa . Osi gni cie wysokiej efektywno ci komórek fotowoltaicznych wymaga starannego doboru materia ów (zw aszcza na warstw aktywn ) i optymalizacji grubo ci warstw sk adowych struktury. Ze wzgl du na krótk drog dyfuzji ekscytonów, najbardziej odpowiednimi s warstwy aktywne wytwarzane z blendy donora i akceptora (D/A) tworz cej z cze obj to ciowe. W analizie teoretyczne fotoogniw rozwa a si dwa zasadnicze zagadnienia; absorpcj wiat a w warstwie aktywnej oraz wytworzenie swobodnych, rozdzielonych adunków elektrycznych, które zbierane s na elektrodach. W pierwszym przypadku stosuje

si modele optyczne a w drugim modele elektryczne. Absorpcja wiat a w strukturze fotowoltaicznej jest najcz ciej analizowanym numerycznie zagadnieniem.

Prezentacja po wi cona jest optycznej optymalizacji struktury fotoogniwa organicznego [1]. Optymalizacja optyczna polega na znalezieniu takich grubo ci warstw sk adowych, dla których w obszarze warstwy aktywnej nat enie wiat a jest maksymalne. Przedstawiona zostanie procedura obliczeniowa [2] i otrzymane wyniki. W obliczeniach zastosowana zosta a metoda macierzy 2 2. W wyniku przeprowadzonej analizy teoretycznej wyznaczone zosta y optymalne grubo ci warstw sk adowych i górny limit mo liwego do osi gni cia fotopr du. Integralnym elementem ka dego fotoogniwa jest pod e optyczne, na którym nanoszone s poszczególne warstwy. Cz padaj cego wiat a ulega odbiciu od pod a, st d jego wspó czynnik za amania ma wp yw na poziom nat enie wiat a w warstwie aktywnej. Wytworzenie warstwy przeciwodblaskowej na pod u mo e zmniejszy niepo dane odbicie wiat a i przez to przyczyni do zwi kszenia efektywno ci komórki. Wp yw wspó czynnika za amania pod a i wp yw warstwy antyrefleksyjne na szybko generowanych ekscytonów zostan równie przedstawione.

[1] E. Gondek, Opt Quant Electron, 46 :221-227, (2014). [2] E. Gondek, Opto-Electron. Rev., 22: 77-85 (2014).



28

Uk ady matryca - emiter do zastosowa w organicznych diodach elektroluminescencyjnych

I. G owacki1

Katedra Fizyki Molekularnej, Wydzia Chemiczny, Politechnika ódzka ul. eromskiego 116, 90-924 ód

W ostatnich latach osi gni to du y post p w uzyskiwaniu wydajnych wielowarstwowych organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLEDach) wytwarzanych przy wykorzystaniu technik pró niowych. Aktualnie trwaj intensywne prace nad otrzymywaniem nowych materia ów, z których mo na wytwarza OLEDy metodami „mokrymi”. Bardzo cz sto warstwy aktywne w OLEDach s wytwarzane w oparciu o uk ady matryca - emiter. Jednak w tym przypadku stosowane materia y, poza zdolno ci tworzenia cienkich warstw, musz spe nia warunki zapewniaj ce przekazywanie energii z matrycy na domieszk .

W pracy zaprezentowano wyniki bada w asnych oraz opisanych w literaturze dotycz cych zastosowania uk adów gospodarz - go jako warstw emisyjnych w OLEDach. Jako matryc stosowano znan mieszanin poli(N-winylokarbazolu) (PVK) z pochodn oksadiazolu (PBD). Zastosowanymi domieszkami by y dwa rodzaje nowych materia ów fluorescencyjnych emituj cych wiat o o barwie zielonej: pochodne tiadiazolu z podstawnikami tiofenowymi [1] oraz organiczne kompleksy boru [2,3]. Analiza widm absorpcji i fotoluminescencji oraz wydajno ci fotoluminescencji cienkich warstw PVK/PBD domieszkowanych cz steczkami emiterów pozwoli a wyznaczy ich zdolno ci emisyjne. Zahermetyzowane OLEDy wytworzone z wykorzystaniem wybranych kompleksów boru charakteryzowa y si luminacj 1500 cd/m2 oraz wydajno ci powy ej 1 cd/A. Mo liwo zwi kszenia wydajno ci OLEDów poprzez wykorzystanie w procesie rekombinacji promienistej stanów trypletowych domieszki zosta a potwierdzona przez zastosowanie kompleksów irydu. Warstwy emisyjne wytworzone z matrycy PVK/PBD domieszkowanej kompleksem irydu Ir(ppy)3 pozwoli y uzyska OLEDy emituj ce wiat o o barwie zielonej z wydajno ci przekraczaj 13 cd/A [4].

[1] E. Kurach, K. Kotwica, J. Zapala, M. Knor, R. Nowakowski, D. Djurado, P. Toman, J. Pfleger, M. Zagorska, A. Pron, J. Phys. Chem. C 117, 15316-15326 (2013). [2] S. Luli ski, J. Sm tek, K. Durka, and J. Serwatowski, Eur. J. Org. Chem. 2013, 8315-8322 (2013). [3] G. Wesela-Bauman, P. Cie wierz, K. Durka, S. Luli ski, J. Serwatowski, and K. Wo niak, Inorg. Chem. 52, 10846-10859 (2013). [4] R, Grykien, B. Luszczynska , I. Glowacki, J. Ulanski, F. Kajzar, R. Zgarian, I. Rau, Optical Materials 36, 1027-1033 (2014).



29

Procesy przeniesienia adunku w generacji bia ej fluorescencji: struktura i dynamika bia ych fluoroforów organicznych

J. Karpiuk1, E. Deluga,1 A. Majka,1 J. Piechowska,1 J. Nowacki2

1Instytut Chemii Fizycznej PAN, ul. Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa 2Instytut Fizyki PAN, Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

Wewn trzcz steczkowe procesy przeniesienia adunku (ICT) maj kluczowe znaczenie dla efektywnej konwersji energii elektrycznej na wiat o oraz energii fotonów na u yteczn ró nic potencja ów w uk adach organicznych. Obsadzany w nich stan typu CT mo e wspó istnie ze stanem lokalnie wzbudzonym (LE), co prowadzi do szerokiej spektralnie, podwójnej fluorescencji, w szczególnych przypadkach o parametrach bia ego wiat a. [1] O charakterze wspó istnienia stanów LE i CT, a tym samym o szeroko ci spektralnej emisji, decyduj nie tylko oddzia ywania z otoczeniem, ale przede wszystkim struktury elektronowe i energie tych stanów oraz charakter bariery mi dzy nimi, a wi c czynniki b ce pochodn struktury cz steczki i wyst puj cych w niej oddzia ywa mi dzychromoforowych. Pomimo wieloletnich bada nad procesami ICT w zwi zku z podwójn fluorescencj , zdecydowan wi kszo dotychczas badanych uk adów donorowo-akceptorowych (D–A) stanowi cz steczki z dwuwymiarowymi uk adami sprz onych wi za -elektronowych. [2] Znacznie s abiej poznane s uk ady, w których trójwymiarowa struktura -elektronowa umo liwia komunikacj elektronow D i A za po rednictwem takich oddzia ywa niekowalencyjnych jak homokoniugacja czy spirokoniugacja. Przyk adem homoskoniugowanych uk adów D–A s laktony triarylometanowe (LTAM), a spirokoniugacja sprz ga podjednostki sk adowe w niektórych analogach spirocyklicznych LTAM. W obu klasach zwi zków chemicznych, ultraszybkie pierwotne procesy ICT prowadz do bardzo bogatej fotofizyki i fotochemii, [3-5] nie tylko na poziomie stanów singletowych, ale i trypletowych. Odkryta dla LTAM ogólna zale no mi dzy struktur a w ciwo ciami [1] umo liwi a zaprojektowanie prostych struktur molekularnych emituj cych szerokopasmow luminescencj i opracowywanie nowych wydajnych bia ych fluoroforów organicznych na bazie uk adów D–A. W referacie zaprezentowane zostan wyniki naszych ostatnich bada nad fotofizyk wybranych laktonów di- i triarylometanowych i strukturalnie zbli onych do nich spirocyklicznych uk adów D–A.

[1] J. Karpiuk, E. Karolak, J. Nowacki, Phys Chem. Chem. Phys. 12, 8804 (2010). [2] Z.R. Grabowski, K. Rotkiewicz, W. Rettig, Chem. Rev. 103, 3899 (2003). [3] J. Karpiuk, J. Chem. Phys. A 108, 11173 (2004). [4] U. Schmidhammer, U. Megerle, S. Lochbrunner, E. Riedle, J. Karpiuk, J. Phys. Chem. A 112, 8487 (2008). [5] J. Karpiuk, Z.R. Grabowski, F.C. De Schryver, J. Phys. Chem. 98, 3247 (1994).



30

In ynieria molekularna i strukturalna materia ów ciek okrystalicznych z faz antyferroelektryczn (AFLC)

do zastosowa fotonicznych

P. Morawiak1, W. Piecek1, R. D browski2, M. urowska 1Instytut Fizyki Technicznej, Wydzia Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia

Techniczna ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

2Instytut Chemii, Wydzia Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia Techniczna ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Wspó czesne technologie fotoniczne opieraj si m.in. o rozwi zania bazuj ce na efektach elektrooptycznych obserwowanych w strukturach ciek okrystalicznych. Warunkiem realizacji wielu rodzajów urz dze optycznego przetwarzania sygna ów i obróbki wi zki wietlnej jest wykorzystanie o rodka optycznego o specyficznych, sterowanych polami

fizycznymi, w ciwo ciach optycznych. Dotychczasowe badania efektów elektrooptycznych obserwowanych dla specyficznej grupy termotropowych ciek ych kryszta ów – tzw. ortokonicznych antyferroelektrycznych smektycznych ciek ych kryszta ów (OAFCK) wykazuj znacz cy potencja aplikacyjny tego typu materia ów. Szczególne znaczenie ma tu mo liwo indukcji 3 stanów optycznych, gdzie prze czenie mo e mie charakter analogowy (z mo liwo ci indukcji stanów po rednich) lub progowy. Szczególn cech OAFCK jest to, e struktura OAFCK w jednym ze stanów tworzy o rodek izotropowy optycznie. Ponadto, OAFCK, ze wzgl du na swe w ciwo ci strukturalne i fizyczne stwarzaj mo liwo wykonania wy wietlaczy ciek okrystalicznych o doskona ych parametrach, bez konieczno ci stosowania matrycy aktywnej, co z kolei pozwala zast pi sztywne i ci kie pod a szklane l ejszymi i elastycznymi pod ami, nadaj cymi si do wykonania matryc pasywnych.

W pracy zaprezentowano wyniki bada nowych serii homologicznych zaprojektowanych z zamys em selektywnego oddzia ywania jedynie na wybrane parametry dynamiczne

rodka i fizyczne fazy AFCK takie jak warto polaryzacji spontanicznej lub jedynie warto skoku helisy poprzez zastosowanie domieszek zwi zków optycznie czynnych. Ponadto zaprezentowano wyniki bada k ta pochylenia direktora, lepko ci rotacyjnej, odleg ci miedzy p aszczyznami warstw smektycznych badanych materia ów w fazach smektycznych w szerokim przedziale temperatur. Otrzymane wyniki skorelowano z danymi otrzymanymi z modelowania molekularnego moleku tworz cych faz . W badanych materia ach okre lono jak parametry budowy molekularnej, wielko , umiejscowienie i orientacja molekularnego momentu dipolowego, wielko polarnych oddzia ywa mi dzywarstwowych i mi dzymolekularnych, decyduj o warto ciach parametrów fizycznych AFCK maj cych wp yw na dynamik tego o rodka w polu elektrycznym.



31

Elektro- i magnetomodulacja dysocjacji ekscytonów w organicznych uk adach molekularnych

W. Stampor1, P. Grygiel1, K. Falkowski1, D. Pelczarski1, M. Klein1

1Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki StosowanejPolitechnika Gda ska,

ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

Dysocjacja ekscytonów i rekombinacja no ników adunku s podstawowymi procesami elektronowymi, które warunkuj dzia anie organicznych diod elektroluminescencyjnych (EL) i ogniw fotowoltaicznych [1, 2]. W materia ach organicznych zak ada si , e procesy te przebiegaj przez etap po redni par elektron-dziura (e-h) zwi zanych si ami kulombowskimi. Zewn trzne pole elektryczne przyk adane do próbki, zwi kszaj c prawdopodobie stwo dysocjacji par (e-h), prowadzi do wzrostu koncentracji swobodnych no ników adunku i spadku koncentracji ekscytonów, co obserwujemy, odpowiednio, jako przep yw fotopr du i elektrycznopolowe wygaszenie fotoluminescencji. W ramach tej pracy proces dysocjacji ekscytonów zostanie scharakteryzowany metod elektromodulacji fotoluminescencji w grupie fotoprzewodników b cych jednocze nie dobrymi emiterami wiat a. Szczególna uwaga zostanie zwrócona na porównanie dysocjacji stanów wzbudzonych jedno-molekularnych ze stanami wzbudzonymi dwu-molekularnymi (dimery, ekscymery, ekscypleksy), zarówno w emiterach fluorescencyjnych, jak i fosforescencyjnych. W odró nieniu od modelu Onsagera zak adaj cym zerowy promie rekombinacji ko cowej, w interpretacji wyników do wiadczalnych zak ada si , e rekombinacja ko cowa par e-h zachodzi ze sko czon szybko ci na odleg ci równej jednej redniej odleg ci mi dzymolekularnej.

Zastosowanie zewn trznego pola magnetycznego pozwala z kolei scharakteryzowa procesy elektronowe, w których zaanga owane s stany elektronowe obdarzone trwa ym momentem magnetycznym (mi dzy innymi, ekscytony trypletowe i trypletowe pary e-h). Jakkolwiek pocz tki bada efektów magnetycznych w organicznych uk adach molekularnych si gaj lat siedemdziesi tych ubieg ego wieku, wzmo on aktywno naukow w tej dziedzinie mo na zaobserwowa dopiero w ostatnich latach, gdy odkryto, e s abym polem magnetycznym o indukcji rz du 10 mT mo na zmienia wiecenie i pr d elektryczny w organicznych diodach EL w temperaturze pokojowej [3-5]. W ramach tej pracy rozwa a si ró ne mechanizmy obserwowanych efektów magnetycznych, w tym równie mechanizm ekscytonowy z udzia em par e-h. Ponadto, zostan omówione wyniki pomiarów magnetofotopr dów i magnetofotoluminescencji zaobserwowanych w warstwach jednosk adnikowych oraz w uk adzie dwusk adnikowym typu donor elektronu – akceptor elektronu.

Praca zosta a wykonana w ramach projektu Narodowego Centrum Nauki 2011/03/B/ST7/01888.

[1] M. Schwoerer, H.C. Wolf , Organic Molecular Solids, Wiley, Weinheim, (2007). [2] J. Kalinowski, Organic light-emitting diodes, Dekker, New York, (2005). [3] J. Kalinowski, M. Coochi, D. Virgili, P. Di Marco, Chem. Phys. Lett. 380, 710 (2003). [4] J. Kalinowski, J. Szmytkowski, W. Stampor, Chem. Phys. Lett. 378, 380 (2003). [5] B. Hu, L. Yan, M. Shao, Adv. Mater. 21, 1500 (2009).



32

O wydajno ciach konwersji fotowoltaicznej planarnych organicznych uk adów jednoz czowych i tandemowych

G. Jarosz1 1Katedra Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej,

Politechnika Gda ska, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

Górna granica wydajno ci konwersji fotowoltaicznej pó przewodnikowych uk adów jednoz czowych szacowana jest na 31% wed ug teorii Shockleya-Queissera [1,2]. W rzeczywisto ci dla uk adów wykorzystuj cych materia y, które posiadaj optymaln przerw energetyczn dla wiat a s onecznego AM1.5, otrzymano ju wydajno si gaj 28,8% na cienkich kryszta ach z arsenku galu [3] i 25,0% na krystalicznym krzemie [3]. Uzyskana zgodno potwierdza s uszno teorii Shockleya-Queissera. Dzi ki niej mo liwe jest modelowanie uk adów wieloz czowych ukierunkowane na otrzymanie maksymalnej wydajno ci konwersji energii, a podstawowym problemem w fotowoltaice pó przewodnikowej wydaje si by praktyczna realizacja optymalnych struktur. W uk adach organicznych proces konwersji energii nie jest niestety tak dog bnie opisany. Wiadomo, e jedn z najbardziej podstawowych ró nic mi dzy uk adami organicznymi a nieorganicznymi jest absorpcja wiat a przez ekscytony i generacja no ników poprzez ich dysocjacj . Dlatego te górn granic wydajno ci jednoz czowych uk adów organicznych szacuje si w oparciu o teori Shockleya-Queissera z uwzgl dnieniem energii dysocjacji ekscytonów. Obliczenia przeprowadzone dla idealnego ekscytonowego uk adu przez grup Forresta wskazuj na górn granic wydajno ci od 27% do 22%, oczywi cie przy optymalnej strukturze energetycznej uk adu [4]. W rzeczywisto ci wydajno konwersji energii organicznych uk adów jednoz czowych osi gn a dotychczas jedynie 10.7% [3]. St d warto si zastanowi nad procesami, które przede wszystkim ograniczaj wydajno tych uk adów. Oszacowanie ich udzia u w stratach optycznych i elektrycznych mog oby u atwi modelowanie organicznych struktur wieloz czowych. Tym zagadnieniom po wi cona

dzie prezentacja na Kryszta ach Molekularnych 2014.

Praca finansowana ze rodków Narodowego Centrum Nauki w ramach projektu nr 4990/B/T02/2011/40.

[1] W. Shockley, H. J. Queisser, J. Appl. Phys. 32, 510 (1961). [2] P. Würfel, Physics of Solar Cells, Willey-VCH Verlag GmbH&Co.K GaA, Weinheim 2005. [3] M.M.A.Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, E. D. Dunlop, Prog. Photovolt: Res. Appl. 22, 1 (2014). [4] N. C. Giebink, G. P. Wiederrecht, M. R. Wasielewski, S. Forrest, Phys. Rev. B 83, 195326 (2011).



33

Oxotytanylowe tetrafenyl-porfiryna i ftalocjanina jako fotokatalizatory rozszczepienia wody wiat em widzialnym

O. Morawski1 , E. Karpiuk, J. Nowacki, A.L. Sobolewski Instytut Fizyki PAN, Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

Rozszczepienie wody przy pomocy wiat a widzialnego jest obecnie przedmiotem bardzo licznych bada prowadzonych w nadziei wykorzystania promieniowania s ca jako ród a energii. Wi kszo prac badawczych skupiona jest wokó dwóch strategii. W pierwszym podej ciu fotoelektrochemicznym absorpcja wiat a w pó przewodniku prowadzi do utworzenia pary dziura-elektron o potencjale wystarczaj cym do wygenerowania kationów wodoru i anionów hydroksylowych, które nast pnie s neutralizowane na elektrodach, gdzie tworz cz steczkowy wodór i tlen [1]. W alternatywnym podej ciu, inspirowanym procesem naturalnej fotosyntezy, wykorzystywane s struktury supramolekularne z organicznym chromoforem i grupami elektro-donorow i elektro-akceptorow , w których zachodzi po absorpcji wiat a separacja adunku. Utlenione grupy donorowe oraz zredukowane grupy akceptorowe mog katalizowa rozszczepianie wody i neutralizacj wytworzonych jonów [2]. Ostatnio zosta o zaproponowane trzecie podej cie, w którym cz steczka wody rozszczepiana jest na rodniki OH• i H• przez oksotytanylow porfiryn (TiOP). W schemacie tym porfiryna jest absorbuj cym wiat o widzialne chromoforem a grupa TiO posiada potencja redox wystarczaj cy do utlenienia wody [3]. Koncepcja ta opiera si na wynikach oblicze kwantowochemicznych przewiduj cych istnienie stanów z przeniesieniem adunku z pier cienia porfirynowego do centralnego atomu tytanu, które mog by obsadzane na skutek absorpcji w pasmach Q i Soreta pier cienia porfiryny. W wyniku tego procesu atom tytanu zmienia stan utlenienia z III na IV i jest w stanie oderwa atom wodoru od cz steczki wody, co prowadzi do foto-generacji pary dwurodnikowej TiPOH• + OH•.

W calu sprawdzenia tego przewidywania teoretycznego wykorzystano oxotytanylow tetrafenyl-porfiryn (TiOTPP) i oxotytanylow ftalocjanin (TiOPc), dla których obliczenia kwantowochemiczne przewiduj podobny schemat fotofizyczny. Badania wykaza y, e na wietlanie wiat em widzialnym zanurzonych w wodzie p ytek pokrytych mikrokryszta kami cz steczek TiOTPP lub TiOPc skutkuje wydajn generacj rodników hydroksylowych, co potwierdza mechanizm zaproponowany w pracy [3]. Ponadto oprócz rodnikowego kana u rozszczepiania cz steczki H2O zaobserwowano równie charakteryzuj cy si znacz co ni sz wydajno ci kana jonowy - TiPOH+ + OH–. Wykazano, e oba kana y fotolizy wody, rodnikowy i jonowy , wyst puj w czystej wodzie, a tym samym ten mechanizm rozszczepienia wody nie wymaga stosowania elektrolitu.

[1] A. Fujishima and K. Honda, Nature, 238, 37 (1972). [2] M. R. Wasielewski, Chem. Rev., 92, 435 (1992). [3] A.L.Sobolewski, W.Domcke, Phys. Chem. Chem. Phys., 14, 12807 (2012).



34

Wiry optyczne – generacja i w ciwo ci

S. Bartkiewicz1 , A. Miniewicz, A. Sobolewska, K. Dradrach

Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska Wybrze e Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

Wiry optyczne wykorzystywane s do porz dkowania uk adów w skali mikrometrowej, np. jako szczypce optyczne lub molekularne wirniki. W klasycznym uj ciu (opisywanym przez optyk nieci ci), tego typu konstrukcje wytwarzane s przez wi zk wiat a o specjalnie ukszta towanym froncie falowym.

W naszej pracy pokazujemy, e odpowiednio zaprojektowany materia molekularny umo liwia zastosowanie gaussowskiej wi zki wiat a do formowania dynamicznej struktury obrotowej w postaci torusa, kuli lub sto ka. Wytworzony wir optyczny jest stabilny w polu fali elektromagnetycznej. wiat o mo e wp ywa zarówno na po enie, jak i na parametry fizyczne nieci ci (rozmiar, szybko rotacji itd.) [1]. Mechanizm oddzia ywania fali z materi , prowadz cy do generacji takich struktur, dotychczas nie zosta w pe ni poznany.

Rys. 1. Obrazy ilustruj ce proces generacji wirów optycznych w fototropowych ciek ych kryszta ach.

Badania zrealizowano w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki 2011/03/B/ST5/01021 [1] S. Bartkiewicz, A. Sobolewska, K. Dradrach, Wniosek patentowy PL 408349 (2014)



35

Czy pojedyncza wi zka wiat a mo e generowa struktury periodyczne?

A. Sobolewska1, S. Bartkiewicz1, J. Noga1, A. Priimagi2

1Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska Wybrze e Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

2Department of Applied Physics, Aalto University, P.O. Box 13500, FI-00076, Espoo, Finland

Periodyczne struktury o wymiarach nanometrowych i mikrometrowych mog by wykorzystane w urz dzeniach fotonicznych jako sprz gacze wi zek, rezonatory, pami ci optyczne itd. Standardowe metody wytwarzania powierzchniowych siatek reliefowych bazuj na technikach holograficznych [1]. W wyniku interferencji dwóch spójnych, spolaryzowanych wi zek laserowych w materiale fotoaktywnym dochodzi do wytworzenia przestrzennie zmodulowanej struktury, zwanej siatk dyfrakcyjn . W naszych badaniach pokazali my, e dla pewnej grupy materia ów polimerowych, mo liwe jest wytworzenie periodycznej struktury poprzez o wietlenie materia u pojedyncz wi zk spolaryzowanego wiat a laserowego. Amplituda oraz period modulacji zale ne s od warunków zapisu (moc

wi zki, czas zapisu, d ugo fali), co umo liwia uzyskanie reliefów o zadanych parametrach. Badanymi materia ami by y fotochromowe polimery supramolekularne zawieraj ce w matrycy niskocz steczkow poli(4-winylopirydyn ) z przy czonymi wi zaniami wodorowymi chromoforami na bazie pochodnych azobenzenu [2].

Rys. 1. Obrazy AFM periodycznej struktury reliefowej wytworzonej w fotochromowym polimerze supramolekularnym na skutek o wietlania wi zk a) = 477 nm and b) = 514 nm

Badania zrealizowano w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki 2011/03/B/ST5/01021 [1] A. Sobolewska, J. Zawada, S. Bartkiewicz, Langmuir 30, 17 (2014). [2] J. Vapaavuori, V. Valtavirta, T. Alasaarela, J.-I. Mamiya, A. Priimagi, A. Shishido, M. Kaivola, J. Mater. Chem. 21, 15437 (2011).


2.0µm2.0µm

a) b)


36

Modyfikowane hydro ele grafenowe, jako elektrody w bioogniwach paliwowych

K. elechowska1 , I. Kondratowicz2

1Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyk Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gda ska

ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk 2Ko o Naukowe Studentów Fizyki, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

Enzymatyczne ogniwa paliwowe s interesuj cym alternatywnym ród em energii, zw aszcza w zastosowaniach biomedycznych. Mog zasila wszczepialne urz dzenia jak na przyk ad rozruszniki serca czy czujniki glukozy. Enzymatyczne bioogniwa paliwowe to urz dzenia generuj ce energi elektryczn na drodze reakcji chemicznych, katalizowanych enzymami. Powszechnie stosowane enzymy to lakaza, katalizuj ca redukcj tlenu do wody na katodzie oraz oksydaza glukozy, utleniaj ca glukoz do glukonolaktonu na anodzie. Jako elektrody z powodzeniem wykorzystuje si materia y w glowe, a zw aszcza nanorurki

glowe i hydro ele grafenowe [1]. Dodatkowo, chemiczna modyfikacja wy ej wymienionych materia ów pozwala na immobilizacj enzymów, przyczyniaj c si tym samym do zwi kszenia stabilno ci uk adu i zwi kszenia wydajno ci zachodz cego procesu. Materia em wyj ciowym do otrzymywania elektrod z hydro elu grafenowego by grafit, z którego metod chemiczn otrzymano tlenek grafenu. Zawiesin tlenku grafenu w wodzie poddano redukcji wykorzystuj c np. kwas askorbinowy [2]. W wyniku tego procesu powsta y hydro ele grafenowe, które nast pnie poddano chemicznej funkcjonalizacji wprowadzaj c reszty antracenu lub naftalenu. Elektroda z hydro elu grafenowego dobrze przewodzi pr d oraz cechuje si du powierzchnia w ciw , umo liwiaj immobilizacj wi kszej ilo ci enzymów ni w przypadku p askiej powierzchni, co znacznie wp ywa na wydajno bioogniwa. Na Rys.1 pokazano zdj cie elektrody grafenowej oraz zdj cie z mikroskopu elektronowego, ukazuj ce jej mikroporowat struktur .

Rys. 1. Kolejno zdj cie elektrody z hydro elu grafenowego oraz mikroporowatej struktury elektrody

[1] R. Bilewicz, M. Opallo, in (A. Wieckowski and J.K. Norskov, Eds.) Fuel Cell Science: Theory, Fundamentals and Bio-Catalysis, J. Wiley& Sons, Weinheim (2010) 169-214. [2] S. Kai-Xuan, X. Yu-Xi, L. Chun, S. Gao-Quan, New Carbon Mater. 26(1):9–15 (2011). 1 Autor do korespondencji: [email protected]


37

Materia y hybrydowe dla urz dze fotonicznych

A.B. Wójcik1

Hybrid Glass Technologies Hillsboro, OR 97124, USA

Uk ady hybrydowe, b ce po czeniem zwi zków organicznych z materia ami nieorganicznymi w skali nano, s coraz cz ciej wykorzystywane w urz dzeniach elektronicznych i fotonicznych. Funkcjonalno materia ów hybrydowych w elektronice i fotonice jest zupe nie wyj tkowa, a ich parametry istotne dla takich zastosowa s niemo liwe do osi gni cia przy u yciu materia ów jednosk adnikowych. Poznanie i zrozumienie mechanizmów zjawisk odpowiedzialnych za te niezwyk e w asno ci jest fascynuj cym tematem interdyscyplinarnych prac badawczych o fundamentalnym znaczeniu dla rozwoju pó przewodnikowych technologii energooszcz dnych najnowszej generacji oraz dla efektywnego wykorzystania energii s onecznej. W wyk adzie zostan zaprezentowane wybrane przyk ady nanotechnologicznych rozwi za z u yciem materia ów hybrydowych w wytwarzaniu urz dze fotonicznych takich jak gi tkie i spr yste wy wietlacze, ogniwa

oneczne i wiat owody. W szczególno ci omówione zostan wy wietlacze typu QDLED i QDOLED, w których kropki kwantowe (QD) umieszczone s w diodach typu LED i OLED. Takie wy wietlacze zapewniaj znacznie wierniejsze odtwarzanie koloru, wi ksz wydajno energetyczn i ni szy koszt wytwarzania w porównaniu z wy wietlaczami bez domieszek nanocz steczkami QD. Autor podejmie równie prób klasyfikacji materia ów hybrydowych dla fotoniki, zwracaj c uwag na ró nice strukturalne pomi dzy nanokompozytami a moleku ami organiczno-nieorganicznymi.



38

Streszczenia

roda 10.09.2014 r.

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 RODA - WYK AD NA ZAPROSZENIE ORGANIZATORÓW

39

Ultracienkie warstwy organiczne dla elektroniki

T. Marty ski1

1Katedra Spektroskopii Optycznej, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska, ul. Nieszawska 13a, 60-965 Pozna

Alternatyw dla powszechnie stosowanych w elektronice pó przewodników nieorganicznych staj si nanotechnologie stosuj ce materia y organiczne. Szybko rozwijaj si nowe metody wytwarzania elementów elektronicznych takich jak tranzystory polowe FET, diody elektroluminescencyjne LED z zastosowaniem cz steczek i polimerów organicznych (OFET, OLED, PLED, AMOLED itp.). Funkcjonalne materia y organiczne dzi ki komputerowemu projektowaniu w ciwo ci na podstawie oblicze kwantowo-mechanicznych oraz poprzez atwo modyfikacji struktury i taniej syntezie stanowi alternatyw dla coraz bardziej

onych heterogenicznych struktur pó przewodników nieorganicznych stosowanych w elektronice wielkoformatowej (matrycowe wy wietlacze ciek okrystaliczne (LCD) i elektroluminescencyjne (OLED)) i wielkiej skali integracji (mikroprocesory, pami ci). Warstwy organiczne stanowi ce element aktywny w strukturach elektronicznych posiadaj grubo pojedynczych nanometrów (rozmiar jednej warstwy molekularnej) i najcz ciej uporz dkowan struktur , co jest technologicznie trudne i kosztowne w przypadku warstw nieorganicznych. Warstwy organiczne mog by wytwarzane na pod ach sta ych za pomoc kilku prostych i tanich technik, pocz wszy od natryskiwania (spraying), drukowania (printing), malowania (painting), chemisorpcji z roztworów (SAM) i za pomoc bardziej

onych technologii jak nawirowanie (spin coating), naparowane termiczne (molekularne warstwy epitaksjalne – MBE i chemiczne nanoszenie z par – CVD) oraz pozwalaj na znaczn ingerencj w uporz dkowanie moleku technik Langmuira-Blodgett (LB).

Ultracienkie warstwy organiczne stosowane, jako elementy aktywne struktur diod OLED musz posiada okre lone w ciwo ci elektryczne i optyczne. Charakter przewodnictwa warstwy mo na kontrolowa przez dobór podstawników do g ównego rdzenia moleku y. Bazuj c na strukturze moleku y perylenu syntezowano wiele typów pochodnych, tak by uzyska organiczny pó przewodnik typu n lub p. Pomiary temperaturowe przewodnictwa elektrycznego cienkich warstw pochodnych perylenu na pod ach krzemowych wykazuj du e zale no ci przewodnictwa od uporz dkowania moleku w warstwie. Charakteryzacj struktur warstw wykonuje si komplementarnymi metodami dyfrakcji promieni X, ramanowskiego rozproszenia wiat a stosuj c mikroskop ramanowski, rejestracje spolaryzowanych widm absorpcji i emisji wiat a. Tekstur wytwarzanych warstw okre la si za pomoc polaryzacyjnego mikroskopu optycznego (POM – BAM) i mikroskopu si atomowych (AFM). Jednym z najwa niejszych parametrów stosowanych barwników jest wydajno kwantowa foto- i elektroluminescencji. Pomiar tej podstawowej wielko ci stanowi du y problem, gdy próbki s w postaci cienkich warstw na pod ach sta ych. Zastosowanie kuli ca kuj cej we fluorymetrze pozwala na wyznaczenie bezwzgl dnej warto ci wydajno ci kwantowej fluorescencji nawet dla monowarstw barwników. Dzi ki tej technice mo liwe jest bezwzgl dne porównywanie w ciwo ci emisyjnych warstw w zale no ci od struktury molekularnej jak i sposobu wytwarzania.

Praca by a finansowana przez projekt MNiSzW 06/64/DSPB/0414


XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 RODA

40

Selektywna adsorpcja wielu bia ek do gradientowych powierzchniowych wzorów PS/ PNIPAM

J. Zem a1, J. Rysz1, A. Budkowski1

1Zak ad In ynierii Nowych Materia ów, Wydzia Fizyki Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagiello ski, ul. Reymonta 4, 30-059 Kraków

Gradientowe powierzchniowe wzory hydrofobowego polistyrenu i termoczu ego poli(N-izopropyloakryloamidu) PS:PNIPAM, przygotowane technik rozci gania roztworu za pomoc walca, zosta y u yte jako matryce do selektywnej immobilizacji dwóch znakowanych fluorescencyjnie bia ek, lektyny soczewicy (LcH) oraz konkanawaliny A (Con A) przez zastosowanie sukcesywnej adsorpcji. W pierwszym kroku lektyna w temperaturze poni ej dolnej krytycznej temperatury rozpuszczania PNIPAM-u (tLCST=32oC) zaadsorbowa a do fazy PS. Wynikiem ekspozycji próbki w temperaturze 36oC na roztwór drugiego bia ka jest adsorpcja ConA-TRITC do domen PNIPAM-u (Rys. 1).

Charakterystyk fizyko-chemicznych w asno ci warstw gradientowych wykonano stosuj c techniki mikroskopii si atomowych (AFM) oraz spektrometrii masowej jonów wtórnych czasu przelotu (ToF-SIMS). Mikroskopii fluorescencyjnej u yto do obrazowania zaadsorbowanych protein (Rys. 1). Jako ciowa analiza obrazów SIMS i fluorescencyjnych wykonana przez zastosowanie analizy geometrii ca kowej wykaza a 70% pokrycie powierzchni przez bia ka oraz selektywn adsorpcj ConA-TRITC do powierzchni domen PNIPAM oraz LcH-FITC do fazy PS. Dodatkowo potwierdzi a, e przez zastosowanie techniki rozci gania roztworu za pomoc walca otrzymano struktury domenowe o ró nym rozmiarze (Rys. 1).

Rys. 1. Adsorpcja dwóch bia ek do mikro-strukturyzowanych powierzchni PS:PNIPAM.



41

Adsorpcja bia ek i ich konformacja na cienkich warstwach politiofenów: charakteryzacja spektro- i mikroskopowa

K. Awsiuk1, A. Budkowski1, M.M. Marzec2, P. Petrou3, J. Rysz1, A. Bernasik2

1Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagiello ski, ul. Reymonta 4, 30-059 Kraków 2Akademickie Centrum Materia ów i Nanotechnologii, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków 3Inst. of Nuclear & Radio. Sciences & Tech., Energy & Safety NCSR Demokritos,

15310 Aghia Paraskevi, Grecja Charakteryzacja bia ek zaadsorbowanych do powierzchni cienkich warstw poli(3-alkilotiofenów) (P3AT) jest kluczowa dla okre lenia mo liwo ci bioaplikacyjnych tych polimerów, np. do budowy biosensorów. Cienkie warstwy polimerów P3AT, regioregularnego poli(3-heksyltiofenu) RP3HT (o <90% po cze merów typu „g owa-ogon”) i poli(3-butyltiofenu) P3BT o nieregularnej strukturze (Rys.1), naniesiono z roztworów a nast pnie wygrzano. Warstwy polimerów przed i po adsorpcji bia ka scharakteryzowano za pomoc spektrometrii masowej jonów wtórnych ToF-SIMS, spektroskopii fotolelektronów XPS oraz mikroskopii si atomowych AFM. Wielowymiarowa Analiza G ównych Sk adników PCA, zastosowana do jednoczesnej inspekcji nat wielu sygna ów ToF-SIMS, pozwoli a na detekcj subtelnych ró nic chemii powierzchni. PCA ujawni o boczne cuchy alkilowe wystaj ce nad powierzchni RP3HT ale nie P3BT, sugeruj c uporz dkowanie krystaliczne (z tekstur typu ‘edge-on’). Obrazy fazowe AFM pokaza y fibrylarn i amorficzn , odpowiednio, morfologi warstw. Nasze badania sugeruj , e strukturalne ró nice pod y polimerowych P3AT wp ywaj na adsorpcj i konformacj albuminy bydl cej osocza (BSA) - modelowego bia ka stosowanego do blokowania wolnych miejsc na powierzchniach biosensorów [1]. Jak ujawni y obrazy AFM, wzory bia ek zaadsorbowanych do RP3HT przypominaj struktury komórkowe i ewoluuj do ci ych pokry wraz z g sto ci powierzchniow bia ka. Natomiast pokrycia BSA osadzone na P3BT s ci e. Jednocze nie g sto powierzchniowa BSA, oszacowana z pomiarów XPS [1,2], jest wi ksza o ok. 10% dla P3BT (~1.1 mg/m2 osadzona z roztworu 10 mg/ml) w porównaniu do RP3HT. Analiza wielowymiarowa PCA danych ToF-SIMS rozró ni a pomi dzy aminokwasami charakterystycznymi dla zewn trznych obszarów bia ka BSA zaadsorbowanego do P3BT i RP3HT. Te aminokwasy zidentyfikowano, odpowiednio, jako hydrofilowe i hydrofobowe (Rys. 1).

hydrofobowe

BSAhydrofilowe

Rys. 1. Szkic organizacji makromoleku w warstwie P3AT i jej wp yw na konformacj BSA

[1] K. Awsiuk, A. Budkowski, A. Bernasik, J. Rysz, et al., Colloids Surf., B 90, 159 (2012) [2] K. Awsiuk, A. Budkowski, A. Bernasik, J. Rysz, et al., Colloids Surf., B 80, 63 (2010) 1 Autor do korespondencji: [email protected]


42

asno ci orientacyjne oraz organizacja molekularna ciek ych kryszta ów z atomami fluoru w cienkich warstwach

E. Chrzumnicka1, A. Modli ska1

1 Katedra Spektroskopii Optycznej, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska

Dynamiczny post p w dziedzinie wy wietlaczy ciek okrystalicznych powoduje nieustaj co du e zainteresowanie nowymi zwi zkami mezogennymi. Termotropowe ciek e kryszta y charakteryzuj ce si wysokim uporz dkowaniem i szerokim zakresem temperaturowym wyst powania mezofazy znajduj zastosowanie w wy wietlaczach ciek okrystalicznych opartych na ró nych zasadach prze czania. Najbardziej popularne wy wietlacze ciek okrystaliczne TN (Twisted Nematic) wykorzystuj zwi zki o dodatniej anizotropii dielektrycznej. Ciek e kryszta y o ujemnej anizotropii dielektrycznej wykorzystywane s do budowy wy wietlaczy pracuj cych w modzie VA (Vertical Alignment mode). W ciwo ci optyczne i elektryczne wy wietlaczy ciek okrystalicznych silnie zale od orientacji molekularnej ciek ego kryszta u, st d dok adne okre lenie uporz dkowania jest niezwykle wa ne z punktu widzenia zastosowa . Informacje o dalekozasi gowym parametrze uporz dkowania uzyskano na podstawie uzyskano na podstawie anizotropii absorpcji i emisji wiat a przez moleku y domieszki rozpuszczonej w ciek ym krysztale (efekt „go cia-

gospodarza”). Domieszkowanie ciek ych kryszta ów niemezogennymi moleku ami wykazuj cymi anizotropowe w ciwo ci absorpcyjne i fluorescencyjne nie tylko zwi ksza funkcjonalno takich materia ów, ale te stwarza dodatkowe mo liwo ci badawcze. Makroskopowa orientacja moleku ciek ego kryszta u w matrycy ciek okrystalicznej zale y od w ciwo ci fizycznych warstwy orientuj cej. Istotne jest zatem poznanie orientacji moleku ciek okrystalicznych w warstwie przypowierzchniowej. Jedn z technik, pozwalaj uzyska cienkie warstwy orientuj ce, jest technika Langmuira-Blodgett (LB). Daje ona mo liwo wytwarzania mono- oraz wielowarstw na granicy faz ciecz-gaz (warstwy Langmuira) oraz cia o sta o-gaz (warstwy LB) o nanometrowej grubo ci, mniejszej od tej, jak maj polimerowe warstwy orientuj ce stosowane w wy wietlaczach ciek okrystalicznych.

Przedmiotem bada by y nowo zsyntezowane ciek e kryszta y charakteryzuj ce si podstawnikami fluorowymi w pozycji bocznej wzgl dem d ugiej osi moleku y pochodz ce z szeregów homologicznego 3,4–difluorofenylo-4-(5’-n-alkilo- 1’,3’,2’dioksaboran-2-yl)3-fluorobenzoesanów (nDBF3 ) o ujemnej anizotropii dielektrycznej. Ponadto w badaniach wykorzystano dwa ciek e kryszta y charakteryzuj ce si dodatni anizotropi dielektryczn : 4’-n-oktyloksy-benzoesan 4-cyjano-3-fluorofenyl (8OCFPB) oraz 4’-n-oktyloksy-2-fluorobenzoesan 4-cyjanofenyl (8OCPFB). Rezultaty przedstawionych bada oprócz znaczenia poznawczego, dostarczaj cego nowych elementów do obrazu wzajemnych oddzia ywa pomi dzy moleku ami barwników oraz moleku ami ciek ego kryszta u, maj równie aspekt aplikacyjny. Pozwalaj okre li przydatno nowo zsyntetyzowanych zwi zków ciek okrystalicznych oraz uk adów ciek y kryszta - barwnik w konstrukcji barwnych wy wietlaczy o optymalnych parametrach wizualnych.

Badania zosta y wykonane w ramach projektu badawczego Politechniki Pozna skiej nr 06/64/DSPB/0414. 1

1Autor do korespondencji: [email protected]


43

Wra liwe na bod ce nanowarstwy polimeryzowane ‘z powierzchni’ przy u yciu peroksydów wielofunkcyjnych

i ich w ciwo ci

J. Stetsyshyn1, H. Ohar1, J. Raczkowska2, J. Zem a2, V. Donchak1, A. Budkowski2

1Katedra Chemii Organicznej, Narodowy Uniwersytet ‘Politechnika Lwowska’ 79-013 Lwów

2Instytut Fizyki im. M. Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagiello ski, 30-059 Kraków

Pow oki polimerowe wra liwe na bod ce rodowiska, nazwane tak e ‘inteligentnymi’, wykazuj wyra ne i odwracalne zmiany swoich w ciwo ci fizyko-chemicznych pod wp ywem niewielkich zmian temperatury, pH, o wietlenia, itd. Wykorzystanie tych zmian do kontroli oddzia ywania powierzchni z bia kami i komórkami otwiera perspektywy zastosowa w biomedycynie i biotechnologii. Do tworzenia nanowarstw polimerowych np. poli(N-izopropyloakryloamidu)PNIPAM, poli[metakrylanu glikolu oligo(oksyetylenowego)] POEGMA oraz poli(N-metakryloilo-L-leucyny) PNML (Rys. 1a), stosujemy od kilku lat metod polimeryzacji ‘z powierzchni’ przy u yciu peroksydów wielofunkcyjnych (Rys.1b).

Rys. 1. (a) Pow oki PNIPAM [1], POEGMA [2] i PNML [3], (b) polimeryzowane ‘z powierzchni’ peroksydów

wielofunkcyjnych przyczepionych do szk a z monowarstw amino-silanów (b). (c) Uzyskana dla pow ok PNIPAM kontrola za pomoc temperatury i pH zwil alno ci (obrazy kropli wody) oraz adsorpcji

fluorescencyjnie znakowanego bia ka (obrazy fluorescencyjne).

Charakteryzacja uzyskanych w ten sposób pow ok ujawni a ich unikalne w ciwo ci zwi zane z obecno ci peroksydów: Dla pow ok polimerów termoczu ych PNIPAM i POEGMA zaobserwowano tak e reakcj na zmian pH rodowiska (Rys.1c): Wra liwo na zmiany temperatury, rejestrowana dla zwil alno ci, drastycznie maleje przy obni aniu pH. Przej cia fazowe poci gaj ze sob zmian adsorpcji bia ka (Rys. 1c). Wra liwo na zmiany temperatury spostrze ono tak e dla pow ok bio-mimetycznych zawieraj cych aminokwas PNML, których biozgodno potwierdzi o zachowanie bia ek i komórek.



44

Chemicznie modyfikowany tlenek grafenu jako materia do oczyszczania bia ek

K. Woronowicz1,2 , J.W. Harrold1, P.G. Falkowski1, M. Vittadello2

1Katedra Chemi i Biologii Chemicznej, Wydzia Chemii, Uniwersytet Rutgers ul. Taylor 610, 08-854 Piscataway, NJ USA

2Katedra Chemii, Wydzia Chemii i Ochrony rodowiska, Medgar Evers College (Miejski Uniwersytet Nowojorski - CUNY)

ul. Bedford 1650, 11-225 Brooklyn, NY USA

Dwuwymiarowy materia z ony z jednowarstwowego w gla zosta przez ostatnia dekad badany do zastosowania w produkcji energii odnawialnej, czystej wody, elektroniki, lub jako no nika ciep a. Grafen ma wiele fenomenalnych w ciwo ci: od wysokiej ruchliwo ci elektronów, do wysokiej absorpcji wiat a (pomimo, e jedna warstwa jest praktycznie przezroczysta), a tak e do niskiej przepuszczalno ci gazów i jonów jednocze nie przepuszczaj c moleku y wody. Dodatkowo, rozmiary grafenowych p ytek pozwalaj na uzyskanie nadzwyczaj obszernej powierzchni w ciwej. Chemiczne modyfikacje grafenu, a szczególnie tlenku grafenu, przeprowadzone w tej pracy maj ce na celu wi zanie jonów nikla (Ni2+) na jego powierzchni, pozwalaj na immobilizacje bia ek zawieraj cych znacznik His-Tag. Niska porowato materia u i wysoka bio-kompatybilno daj ulepszon czysto uzyskanego bia ka metod chromatografii powinowactwa. Ponadto, wysoka powierzchnia

ciwa zwi ksza pojemno wi zanego bia ka nawet dziesi ciokrotnie (lub wi cej) w porównaniu do komercyjnych podobnych materia ów na bazie polisacharydów (n.p. NiNTA agaroza). Obie w ciwo ci s niezb dne do oczyszczania bia ek w celach biokrystalograficznych



45

Polimorfizm i dynamika uk adów molekularnych czynnych farmakologicznie

J. W sicki1, A. Pajzderska1, P. Bilski1, A. Kiwilsza1,2, J. Mielcarek3, D. Chudoba4,

N. Loshak4, D. Kozlenko4, S. Kichanov4

1Wydzia Fizyki, Uniwersytet im. A. Mickiewicza, ul. Umultowska 85, Pozna

2Centrum NanoBioMedyczne, Uniwersytet im. A. Mickiewicza, Pozna 3 Wydzia Farmaceutyczny Uniwersytetu Medycznego, ul. Grunwaldzka 6, Pozna ,

4 Laboratorium Fizyki Neutronowej im. I.M. Franka, Dubna, Rosja

Wa nym zagadnieniem zwi zanym z produkcj leków jest poznanie procesów towarzysz cych tabletkowaniu. Tabletki otrzymywane s przez sprasowanie mieszaniny substancji czynnych farmakologicznie z substancjami pomocniczymi. Zanim powstanie tabletka substancja lecznicza poddawana jest m.in. dzia aniu temperatury, ci nienia czy wilgoci. Przy enie ci nienia mo e powodowa zmiany w ciwo ci substancji czynnej farmakologicznie oraz powstawanie ró nych odmian polimorficznych. Ró ni si one

asno ciami fizycznymi i fizykochemicznymi oraz w asno ciami farmakologicznymi takimi jak biodost pno , skuteczno czy toksyczno . Dlatego bardzo wa na jest zarówno identyfikacja nowych odmian polimorficznych indukowanych ci nieniem, temperatur czy hydratacj , jak i poznanie ich w ciwo ci.

Umieszczenie moleku zwi zków chemicznych w matrycach cyklodekstryn czy wewn trz porów krzemionkowych materia ów mezoporowatych modyfikuje oddzia ywania mi dzymolekularne, co przejawia si zmian w ciwo ci zarówno fizycznych jak i fizykochemicznych. Natomiast dla celów farmaceutycznych, szczególnie cenna jest mo liwo zwi kszenia rozpuszczalno ci, trwa ci i dost pno ci biologicznej substancji czynnych farmakologicznie. Z tego wzgl du badania, wyja niaj ce natur oddzia ywa molekularnych w tych uk adach, maj ogromne znaczenie dla projektowania leków.

W referacie przedstawione zostan wyniki bada dynamiki molekularnej nast puj cych substancji czynnych farmakologicznie: chlorpropamidu, rezorcyny i sibutraminy. W asno ci substancji czynnych farmakologicznie „uwi zionych” wewn trz -cyklodekstryny oraz SBA-15 zostan omówione na przyk adzie diazepamu i nimodypiny.



46

Przej cia fazowe w kryszta ach z rodziny glazerytu

Yu.E. Kitaev1 , T.I. Maksimova1, K.Hermanowicz2, M. M czka2, J. Hanuza2

1Ioffe Physico-Technical Institute, Russian Academy of Sciences Politekhnicheskaya 26, 194021St-Petersburg, Russia

2Instytut Niskich Temperatur i Bada Strukturalnych im. W odzimierza Trzebiatowskiego PAN, Okólna 2, 50-422, Wroc aw

Kryszta y z rodziny glazerytu K3Na(MeO4)2 (Me = Mo, Se, Cr, S) s modelowymi uk adami do badania przej fazowych w zwi zkach izostrukturalnych. Dane eksperymentalne spektroskopii ramanowskiej i absorpcji w podczerwieni dla K3Na(SeO4)2 [1,2] i K3Na(CrO4)2 [3] wskazuj , e z obni eniem temperatury wyst puj w tych zwi zkach dwa przej cia fazowe: w temperaturach Tc1 i Tc2 (346 i 329 K dla K3Na(SeO4)2

; 230 i 150 K dla K3Na(CrO4)2). Poniewa grupy przestrzenne trygonalnej fazy wysokotemperaturowej (P 3 m1) i jednosko nej fazy niskotemperaturowej ( P2/c) nie pozostaj wzgl dem siebie w relacji grupa - maksymalna podgrupa, zachodzi podejrzenie wyst powania fazy po redniej. Analiz mo liwych faz po rednich na podstawie teorii grup przeprowadzono z zastosowaniem programów SUBGROUPGRAPH, SYMMODES z Bilbao Crystallographic Server [4]. Analiza wykaza a, e s mo liwe dwie sekwencje faz: P 3 m1 P2/m P2/c

(indukowane mi kkimi modami o symetriach odpowiednio 3+ i A2

+ ) oraz P 3 m1

P 3 c1 P2/c (indukowane modami A2+ i 3

+). Wykorzystuj c dane strukturalne dla faz wysokotemperaturowej i niskotemperaturowej dla K3Na(CrO4)2 i program AMPLIMODES [4], ustalili my, e jest realizowana sekwencja faz P3 m1 P2/m P2/c, poniewa

deformacje 0.0044 Å, zwi zane z przej ciem do fazy po redniej P 3 c1, s o rz d wielko ci mniejsze ni wynosz ce 0.0842 Å deformacje zwi zane z przej ciem do fazy po redniej P2/m. Dla K3Na(SeO4)2 odpowiednie warto ci s równe 0.0126 i 0.1257 Å, co wiadczy o tym, e musi by tam realizowana ta sama kolejno faz. Ten wynik jest zgodny z [1], ale w [2] byla zaproponowana druga kolejno faz. Przedstawione tu wyniki wskazuj , e nale y si spodziewa mi kni cia drgania o symetrii 3

+ w fazie trygonalnej i nast pnie drgania o symetrii A2

+ w jednosko nej fazie po redniej, co prowadzi do podwojenia komórki elementarnej w jednosko nej fazie niskotemperaturowej.

[1] J.Díaz-Hernández, J.L.Mañes, M.J.Tello, A.López-Echarri, T.Breczewski, I.Ruiz-Larria. Phys.Rev. B 53, 14097 (1996). [2] M.Kaczmarski, B.Mróz, Phys.Rev. B 57, 13589 (1998); M.Kaczmarski, A.Eichner, S.Mielcarek, I.Olejniczak, B.Mróz, Vibrational Spectroscopy, 23, 77 (2000). [3] Yu.E.Kitaev, T.I.Maksimova, K.Hermanowicz, M. M czka, J. Hanuza, Optics and Spectroscopy, 116, 858 (2014) [4] M. I. Aroyo, A. Kirov, C. Capillas, J. M. Perez-Mato, A. Wondratschek, Acta Crystallogr. Section A: Found. Crystallogr. 62, 115 (2006); www. cryst.ehu.es



47

Spektroskopowe badania przej cia fazowego ze stanu izolatora Motta do stanu z uporz dkowaniem adunkowym obserwowanego dla soli -(ET)4[M(CN)6][N(C2H5)4] 2H2O

(gdzie M = CoIII, FeIII)

A. api ski1, R. wietlik1, L. Ouahab2, S. Golhen2 1Instytut Fizyki Molekularnej, PAN, ul. Smoluchowskiego 17, 60-179 Pozna

2 Institut des Sciences Chimiques de Rennes, Université de Rennes 1, 35042, Rennes, France Ze wzgl du na wyst powanie szeregu interesuj cych zjawisk, takich jak: nadprzewodnictwo, przej cie metal-izolator, fale g sto ci adunku, fale g sto ci spinu oraz istnienie stanów kooperatywnych zwi zanych z uporz dkowaniem adunkowym, antyferromagnetycznym czy te dielektrycznym przewodniki organiczne zsyntetyzowane na bazie -elektronowych donorów ci gle wywo uj du e zainteresowanie w ród badaczy.

Jest rzecz znan , e w przewodnikach organicznych oddzia ywania elektron-elektron s ównie odpowiedzialne za zjawisko uporz dkowania adunkowego, aczkolwiek

oddzia ywania donor-akceptor mog odgrywa równie istotna rol . Badanie tego zjawiska w solach utworzonych przez moleku y ET (bis(etylenoditio)tetratiafulwalenu), krystalizuj cych w fazie kappa, dla których mamy pasmo wype nione w po owie, ciesz si szczególnym zainteresowaniem. Nale oby w tym miejscu podkre li , e dla tej grupy materia ów jest ono bardzo rzadko spotykane.

W tej pracy zostan zaprezentowane wyniki bada spektroskopowych soli -(ET)4[M(CN)6][N(C2H5)4]·2H2O (gdzie M = CoIII, FeIII). Doznaj one przemiany fazowej

ze stanu izolatora Motta do stanu z uporz dkowaniem adunkowym w temperaturze 150 K. Powy ej tej temperatury adunek jest równomiernie roz ony pomi dzy cz steczkami ET (ETA

+0.5ETA+0.5, ETB

+0.5ETB+0.5), a poni ej obserwuje si uporz dkowanie adunkowe

(ETA+1ETA

+1, ETB0ETB

0). Przej cie fazowe w temperaturze 150 K powoduje znaczne zmiany w strukturze oscylacyjnej oraz elektronowej badanych materia ów. Jedn z najbardziej istotnych zmian w widmach oscylacyjnych jest pojawianie si nowych pasm przy 1347 cm-1 i 1289, 1297 cm-1, które przypisuje si odpowiednio drganiom 3(Ag) i 5(Ag) kationu ET+. Drgania te s aktywowane w wyniku sprz enia drga wewn trzmolekularnych z przeniesieniem adunku wewn trz dimeru pomi dzy moleku na adowan a na adowan . Z kolei najwa niejsz zmian w widmach elektronowych jest pojawienie si nowego pasma w okolicy 7000 cm-1, które zwi zane jest z mi dzycz steczkowym przeniesieniem elektronu pomi dzy s siednimi kationami ET+.

Na podstawie naszych bada pokazali my, e oprócz dalekozasi gowych oddzia ywa kulombowskich mi dzy elektronami wewn trz warstw przewodz cych, równie oddzia ywanie elektronów z podsieci anionow ma wp yw na formowanie si stanu z uporz dkowaniem adunkowym. Poza tym, zwrócili my uwag na fakt, e oddzia ywanie donorów z periodycznie rozmieszczonymi anionami jest szczególnie wa ne dla rozk adu

sto ci adunku na cz steczkach organicznych w warstwach przewodz cych [1].

Praca wykonana z funduszy Narodowego Centrum Nauki (decyzja numer DEC 2012/04/M/ST3/00774).

[1] A. api ski, R. wietlik, L. Ouahab, S. Golhen, J. Phys. Chem. A 117, 5241 (2013).



48

Wp yw elastyczno ci pod a na proces proliferacji komórek nowotworowych

J. Raczkowska1 , S. Prauzner-Bechcicki2, M. Lekka2, J. Rysz1, A. Bernasik3, A. Budkowski1

1Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagiello ski

ul. Reymonta 4, 30-059 Kraków 2Instytut Fizyki J drowej PAN

ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

3Wydzia Fizyki i Informatyki Stosowanej, AGH Akademia Górniczo – Hutnicza al. A Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Wraz z rozwojem choroby nowotworowej w sposób znacz cy zmieniaj si mechaniczne ciwo ci komórek rakowych, zmienia si zatem tak e ich oddzia ywanie z pod em

o zadanej elastyczno ci. Na podstawie przeprowadzonych bada dla komórek nowotworowych prostaty i czerniaka, hodowanych na elastomerowych pod ach o ró nej elastyczno ci (modu Younga 0.75 MPa i 2.92MPa) (Rysunek 1) jak równie danych literaturowych [1,2] mo na przypuszcza , i zaprojektowanie pod y o odpowiednio dobranych w ciwo ciach mechanicznych umo liwi sterowanie procesem adhezji i proliferacji komórek.

Rys. 1. Proliferacja komórek czerniaka w ró nym stadium zaawansowania choroby nowotworowej na

mi kkim (lewy panel) i twardym (prawy panel) pod u PDMS.

Poznanie tych procesów na poziomie komórkowym oraz dog bna analiza wp ywu zewn trznych czynników, mog cych determinowa proces adhezji i proliferacji, jest zagadnieniem kluczowym w wielu dziedzinach biofizyki i medycyny. Pod a, na których dzi ki odpowiednio dobranym w ciwo ciom uda si wzmocni lub zahamowa proces adhezji i proliferacji wybranego typu komórek mog znale szerokie zastosowanie w diagnostyce, do odró niania komórek o ró nym stopniu zaawansowania choroby nowotworowej i do tworzenia biosensorów.

[1] R.N. Palchesko, L. Zhang, Y. Sun, A.W. Feinberg, PloS One, 7, e51499 (2012) [2] Y. Sun, L.-T. Jiang, R. Okada , J. Fu, Langmuir, 28, 10789 (2012) 1 Autor do korespondencji: [email protected]


49

Przewodz ce w ókna do zastosowa w tekstronice

J.K. Jeszka1, I. Karbownik, P. Kulpi ski 1Katedra W ókien Sztucznych, Politechnika ódzka

ul. eromskiego 116, 90-924 ód

Problematyka przewodnictwa elektrycznego w ókien budzi a przez wiele lat zainteresowanie ównie z punktu widzenia zapewnienia odprowadzania adunków elektrostatycznych

i w mniejszym stopniu ekranowania promieniowania elektromagnetycznego.

W ostatnich latach w ókna przewodz ce staj si równie istotnym elementem urz dze tekstronicznych. Tekstronika jest now dziedzin techniki zajmuj si wytwarzaniem urz dze cz cych funkcje tekstyliów i zintegrowanych z nimi urz dze elektronicznych [1]. Obecnie takie wyroby bazuj na czujnikach pó przewodnikowych i przenoszeniu informacji za pomoc przewodów metalowych. Celem jest wytworzenie elementów elektronicznych i przewodów w oparciu o w ókna. Wymaga to opracowania w ókien o zadowalaj cych w ciwo ciach elektrycznych i u ytkowych, a nast pnie wytworzenia na nich warstw aktywnych.

Celem bada przedstawionych w komunikacie jest uzyskanie w ókien przewodz cych, których sk adnikiem w óknotwórczym b szeroko stosowane we w ókiennictwie polimery – celuloza i poliakrylonitryl. W ókna z obydwu tych polimerów mog by wytwarzane przez prz dzenie z roztworu. Zestalanie strugi i uformowanie w ókna nast puje przez koagulacj polimeru w odpowiednim roztworze. Metoda ta pozwala na dodanie do roztworu ró nych domieszek, modyfikuj cych w ciwo ci elektryczne. Mo liwe jest tak e nadanie przewodnictwa elektrycznego gotowym w óknom, przez osadzenie na ich powierzchni odpowiednich modyfikatorów (zwi zków przewodz cych lub pó przewodników).

W badaniach przedstawionych w niniejszym komunikacie, jako domieszki przewodz ce stosowano grafen, nanorurki w glowe oraz sadz . Stwierdzono, e zawarto ci domieszek musz by wi ksze ni zwykle stosowane np. w próbkach kompozytów polimerowych prasowanych na gor co, ze wzgl du na ograniczenia zwi zane z formowaniem w ókien, zw aszcza rozci ganiem zestalanej strugi roztworu. Przez stosowanie odpowiednich k pieli, mo na wytworzy na gotowych w óknach nanokryszta y pó przewodników np. tlenków cynku [3].

[1] I. Holme, J. E. McIntyre, Shen Z. J., Textile Progress, 28, 1-85 (1998). [2] K. Gniotek, I. Kruci ska, Fibres. Textil. East. Eur., 12, (1), 14 (2004). [3] H. Teterycz., I. Karbownik., M Byrczek., Zg oszenie patentowe. nr 391577 (2010). Praca finansowana z Grantu NCN 2012/07/B/ST8/03698.



50

Mi dzywarstwowe uporz dkowanie adunkowe w metalu organicznym (tTTF-I)2ClO4

A. Fr ckowiak1, R. wietlik1, E. Espinosa2, O. Jeannin3, M. Fourmigué3 1Instytut Fizyki Molekularnej PAN, Smoluchowskiego 17, 60-179 Pozna , Polska

2Laboratoire CRM, UMR CNRS 7036, Instytut Jean Barriol, Université de Lorraine, BP 70239, 54506 Vandoeuvre-les-Nancy, France

3Institut des Sciences Chimiques de Rennes, Université Rennes 1, UMR CNRS 6226, Campus de Beaulieu 35042, Rennes, France

W niskowymiarowym przewodniku organicznym (tTTF-I)2ClO4 (t-TTF = trimetyleno tetratiafulwalen) wyst puj dwa rodzaje naprzemiennie przek adaj cych si warstw przewodz cych o ró nym sposobie uporz dkowania donorów tTTF-I. Z bada struktury krystalicznej oraz z oblicze struktury elektronowej wynika, e w temperaturze pokojowej jedna z warstw ma w asno ci jednowymiarowe a druga dwuwymiarowe. Poza tym s siednie warstwy silnie ze sob oddzia uj za po rednictwem akceptorów ClO4

-, tworz cych z donorami tTTF-I silne wi zania halogenowe I O. W temperaturze T = 90 K obserwowane jest przej cie fazowe metal-izolator, które wi e si ze utrat dwuwymiarowego charakteru struktury elektronowej jednej z warstw [1].

Rys. 1. Widmo ramanowskie kryszta ów (tTTF-I)2ClO4 dla temperatur T = 296 oraz 8 K

Pomiary widm rozproszenia Ramana pokaza y, e w temperaturze pokojowej w warstwach tTTF-I adunek jest roz ony nierównomiernie, a w niskich temperaturach rozk ad staje si jednorodny. Ten niezwyk y efekt uporz dkowania adunkowego, po raz pierwszy obserwowany spektroskopowo w przewodniku organicznym, najlepiej wida dla pasm przypisanych drganiom rozci gaj cym C=C: dla T=296 K mamy pasma moleku z adunkami +1 oraz +0.5, a dla T=8 K tylko z adunkami +0.5 (Rys. 1). Badania widm odbiciowych IR potwierdzaj te wnioski. Zjawisko to wi emy z przeniesieniem adunku mi dzy warstwami tTTF-I, które znika w wyniku zmiany struktury elektronowej i zwi zanej z tym lokalizacji adunku w warstwach. W procesie tym wa rol odgrywaj wi zania halogenowe, które powi kszaj oddzia ywania mi dzy warstwami.

Projekt zosta sfinansowany ze rodków NCN ( decyzja DEC-2012/04/M/ST3/00774).

[1] K. Shin et al., Dalton Trans., 2014, 43, 5280


1300 1400 1500 1600 1700

+0.5

+1

+0.5

+0.5

8 K

Inte

nsyw

no

Liczba falowa (cm-1)

296 K

+1


51

Badania neutronowe uk adów molekularnych

A. Pajzderska1

1Wydzia Fizyki, Uniwersytet im. A. Mickiewicza, ul. Umultowska 85, Pozna

W referacie zostan przedstawione mo liwo ci wykorzystania rozpraszania neutronów w badaniach fazy skondensowanej. W szczególno ci omówione zostan :

- metody wytwarzania neutronów, - zalety wykorzystania rozpraszania neutronów w badaniach struktury i dynamiki

uk adów molekularnych, - metody badawcze, - podstawowe typy urz dze pomiarowych, - mo liwo ci pomiarowe w europejskich o rodkach neutronowych, z szczególnym

uwzgl dnieniem Instytutu Laue Langevina (ILL) w Grenoble (Francja).

Przedstawione b równie przyk ady aktualnych bada z wykorzystaniem rozpraszania neutronów.

Rys. 1. Schemat rozmieszczenia instrumentów badawczych w ILL [1] [1] http://www.ill.eu/fileadmin/users_files/documents/instruments_and_support/PlanInstILL-jan2014.pdf



52

Europejskie ród o Spalacyjne (ESS) jako projekt kszta towany potrzebami nauki

W. Zaj c1

1Instytut Fizyki J drowej im. Henryka Niewodnicza skiego Polskiej Akademii Nauk, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

W Lund (Szwecjia) powstaje najsilniejsze na wiecie ród o neutronów. B dzie to ród o spalacyjne o d ugim impulsie (Rys. 1), szczególnie dobrze nadaj ce si do bada w najbardziej wymagaj cych obszarach nauki

Budowa ESS wychodzi naprzeciw dwom rodzajom zapotrzebowania: (i) zapewnienie dost pu do wi zek neutronowych wobec stopniowego wycofywania z eksploatacji istniej cych róde stacjonarnych, (ii) dostarczenie mo liwie najsilniejszego strumienia neutronów do mo liwie najefektywniejszych instrumentów badawczych. Ten ostatni cel pozwoli pokona dwie najpowa niejsze bariery wspó cze nie ograniczaj ce neutronowe mo liwo ci badawcze: (a) rozmiar próbek i (b) czas trwania pomiaru. Wiele najciekawszych zagadnie naukowych dotyczy próbek dost pnych jedynie w ladowych ilo ciach, za badanie kinetyki procesów fizykochemicznych nie jest mo liwe przy pomocy s abych strumieni (np. szybkich procesów adsorpcji/desorpcji, szybkich reakcje na powierzchniach, enzymatycznych reakcji biochemicznych). Ze wzgl du na „etykietowanie izotopowe” (isotope labeling) metody neutronowe s tu nie do zast pienia. Do grupy zagadnie trudnych do podj cia bez ród a klasy ESS nale ponadto w szczególno ci badania powierzchni wewn trznych (buried surfaces). Z powy szego wida , e wymienione zagadnienia dotycz metod reflektometrycznych.

Charakterystyka impulsu ESS czyni ze ród o dobrze nadaj ce si do eksperymentów niskok towych, a wysoka intensywno strumienia pozwoli na wygodn prac z wi zkami spolaryzowanymi. Dotyczy to w szczególno ci tzw. technik Larmor labeling, np. SESANS (Spin Echo SANS), zwi kszaj cych zdolno rozdzielcz o rz dy wielko ci.

Z drugiej strony, wykonywane ju obecnie badania metodami SANS zjawisk nierównowagowych opieraj si o ograniczenia istniej cych instrumentów i intensywno ci wi zki.

Rys. 2 przedstawia przyk ad jednego z zaawansowanych projektów optyki ogniskuj cej, opartej o ide balistycznego neutronowodu F. Mezei’ego) pozwalaj cej na skupienie wi zki na bardzo ma ych obszarach próbek przy zachowaniu du ego zakresu kinematycznego.


Rys. 1. Europejskie ród o Spalacyjne na tle in-nych róde impulsowych oraz ILL. ród o: ESS.

Rys. 2. Przyk ad projektowanych elementów ogniskuj cej optyki neutronowej. ( ród o: arXiv:1102.2747v1)


53

Spektroskopia Comptonowskiego rozpraszania neutronów z rozdzielczo ci masow

M. Krzystyniak1

1 ISIS Facility, Rutherford Appleton Laboratory, Harwell-Oxford, UK 2 School of Science and Technology, Nottingham Trent University, Clifton Campus

Comptonowskie rozpraszanie neutronów (NCS) jest technik unikatow mo liw do realizacji jedynie w oparciu o spalacyjne ród a neutronów takie jak ISIS. Pomiar rozk adu

dów j drowych w NCS opiera si na za eniu, e w procesie rozpraszani przekaz energii i p du neutronów jest tak du y i mo na pracowa w przybli eniu impulsowym [1]. W tym przybli eniu prawo rozpraszania w NCS jest w prosty analityczny sposób powi zanie ze redni termodynamiczn z rozk adu p dów indywidualnych j der. NCS jest wi c jedyn

technik daj wgl d w j drow funkcj falow w przestrzeni p dów, a konsekwencji w lokalny potencja Borna-Oppenheimera. Technika ta stanowi wi c zarówno wyzwanie jak i pole testu dla nowoczesnych metod chemii kwantowej uwzgl dniaj cych j drowe stopnie swobody [2]. Od pocz tku istnienia NCS stosowano do opisu j drowych efektów kwantowych w cieczach kwantowych, uk adach cia osta owych, wodorkach metali, szk ach [1], a ostatnio tak e w akumulatorach protonów [3]. Metoda NCS wykracza jednak poza pomiary rozk adów p dów protonów. Poczynione ostatnio post py metodologiczne umo liwi y pomiary rozk adów p dów deuteronów, j der litu i fluoru [4-7]. Metoda ta wi c, w swej zasadzie operuj ca selektywno ci masow , umo liwia z zasady nie tylko pomiar stechiometrii ale i równie dynami j der w uk adach cia osta owych i cieczowych [8]. W wyst pieniu przedstawione zostan najnowsze osi gniecia w zakresie rozwini cia metodologii NCS na pomiary j der o redniej i du ej liczbie masowej na przyk adzie dwu interesuj cych uk adów: (i) wodorku i deuterku litu, oraz (ii) kwasu kwadratowego – jednego z niewielu uk adów ferroelektrycznych w temperaturze pokojowej. Na skutek rozwoju metodologii NCS w ostatnich latach uda o si zmierzy w tych uk adach rozk ady p dów ci szych j der: litu, tlenu oraz w gla. Ma to znaczenie dwojakie. Po pierwsze, stanowi prób powi zania struktury i funkcji tych wa nych materia ów funkcjonalnych. Po drugie stanowi pole do wiadczalne dla metod ab initio chemii kwantowej.

[1] Andreani C, Colognesi D, Mayers J, Reiter G and Senesi R 2005 Adv. Phys. 55 377 [2] Lin L, Morrone J A, Car R and Parrinello M 2010 Phys. Rev. Lett. 105 110602 [3] Krzystyniak M, Adams M A, Lovell A, Skipper N T, Bennington S M, Mayers J and Fernandez-Alonso F 2011 Faraday Discussions 151 171 [4] Krzystyniak M 2010 J. Chem. Phys. 133 144505 [5] Krzystyniak M and Abdul-Redah T 2010 Phys. Rev. B 82 064301 [6] Krzystyniak M and Fernandez-Alonso F 2011 Phys. Rev. B 83 134305 [7] Krzystyniak M et al. 2013 Phys. Rev. B 88 184304 [8] Mayers J and Reiter G 2012 Meas. Sci. Technol. 23 045902



54

Laserowanie i laserowanie randomiczne w uk adach organicznych

J. My liwiec1

Instytut Chemii Fizycznej i Teoretyczne, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska Wyb. Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

Skonstruowanie pierwszego lasera doprowadzi o do rewolucji w rozwoju wielu dziedzin nauki i precyzyjnych technologii modyfikacji i obróbki materia ów. Niemniej jednak w dalszym ci gu trwaj poszukiwania i badania nad uk adami, w których istnia aby mo liwo np. uzyskania wydajnej akcji laserowej lub wykorzystania wiat a laserowego i nanocz stek w mikrospektroskopii, bio-obrazowaniu czy medycynie przy jednoczesnym zachowaniu niewielkich kosztów produkcji i atwo ci wytwarzania. Zaprezentowane w ostatnim czasie badania nad sposobem uzyskania akcji laserowej, polegaj cej na wzmocnieniu wiat a w wyniku wyd enia drogi fotonów poprzez konstruktywne rozproszenie na nanostrukturach znajduj cych si w obj to ci matrycy, poprzez konstruktywne rozproszenie wiat a w wyniku oddzia ywania z chropowat powierzchni matrycy (Rys.1) lub poprzez wytworzenie uk adu zawieraj cego struktur periodyczn typu Bragga i pokryt warstw luminescencyjn , pokazuj istotne znacznie podejmowanego problemu.

Rys. 1. Koherentny/niekoherentny charakter laserowania randomicznego w zale no ci od sposobu przygotowania warstwy. [1]

W niniejszej prezentacji zaprezentowane zostan wyniki bada nad mechanizmami wzmacniania wiat a w uk adach zbudowanych z matrycy organicznej i domieszkowanych zwi zkami luminescencyjnymi. Pokazany zostanie wp yw matrycy i rodzaju barwnika na kierunkowo i koherencj emisji, przestrajalno czy fotostabilno .

[1] L.Sznitko, K. Cyprych, A. Szukalski, A. Miniewicz, J. Mysliwiec Laser Phys. Lett. 11, 045801 (2014) .



55

Ponad 30 lat rozwoju metody wylewania strefowego – od anizotropowych kompozytów przewodz cych

do ambipolarnych tranzystorów z efektem polowym

J. Ula ski1

1Katedra Fizyki Molekularnej, Politechnika ódzka, ul. eromskiego 116, 90-924 ód

Wynaleziona w latach 80-ych ubieg ego wieku w Politechnice ódzkiej przez zespó kierowany przez Prof. Mariana Kryszewskiego metoda domieszkowania siateczkowego pozwala na otrzymywanie przewodz cych kompozytów polimerowych z „metalami” organicznymi o bardzo niskim progu perkolacji [1, 2]. Rozwini cie tej metody doprowadzi o do opracowania materia ów wykazuj cych anizotropi przewodnictwa [3] oraz przewodz cych kompozytów dwuwarstwowych [4]. W rozwój tych technik szczególne twórczy wk ad wniós Prof. Adam Tracz, którego pami ci jest po wi cone to wyst pienie.

Metoda wylewania strefowego (ang. zone-casting) zosta a opracowana przez A. Tracza w ramach jego pracy magisterskiej wykonywanej pod opiek Tadeusza Paku y [3]. Mimo niezwyk ych w ciwo ci kompozytów uzyskiwanych t metod (bardzo wysoka anizotropia

ciwo ci przewodz cych oraz optycznych), materia y te nie znalaz y wówczas szerszego zastosowania. Dopiero zaadoptowanie metody zone-casting do wytwarzania jednokierunkowo uporz dkowanych warstw pó przewodników organicznych i skonstruowanie na ich podstawie organicznych tranzystorów z efektem polowym [5, 6], spowodowa o powrót zainteresowania t technik , która obecnie jest stosowana z powodzeniem w ró nych laboratoriach na ca ym wiecie [np. 7, 8]. Do najnowszych osi gni nale y uzyskanie trwa ych tranzystorów z kana em typu n [9], wielofunkcyjnych kompozytów pó przewodnik/dielektryk [10] oraz warstw ambipolarnych [11].

[1] J. K. Jeszka, J. Ulanski and M. Kryszewski, Nature, 289, 390 (1981). [2] J. K. Jeszka, Polish J. Chem., 76, 201 (2002). [3] A. Tracz, J. Ulanski, T. Pakula, M. Kryszewski, Polish Patent 131 986 (1982); L. Burda, A.Tracz, T. Pakula, J. Ulanski, M. Kryszewski, J. Phys. D: Appl. Phys., 16, 1737 (1983). [4] J. K. Jeszka, A. Tracz, J. Ulanski and M. Kryszewski, J. Phys. D: Appl. Phys., 18, L167 (1985); J. K. Jeszka, A.Tracz, Polym. Adv. Technol., 3, 139 (1992). [5] P. Miskiewicz, A. Rybak, J. Jung, I. Glowacki, J. Ulanski, Y. Geerts, M. Watson, K. Müllen, Synth. Met., 137, 905 (2003). [6] A. Tracz, J. K. Jeszka, M. D. Watson, W. Pisula, K. Mullen, T. Pakula, J. Am. Chem. Soc., 125, 1682 (2003). [7] C. M. Duffy , J. W. Andreasen , D. W. Breiby , M. M. Nielsen , M. Ando, T. Minakata , H. Sirringhaus, Chem. Mater., 20, 7252 (2008). [8] Ch. Tang, W. Wu, D-M. Smilgies, K. Matyjaszewski, T. Kowalewski, J. Am. Chem. Soc. 133, 11802 (2011). [9] I. Tszydel, M. Kucinska, T. Marszalek, R. Rybakiewicz, A. Nosal, J. Jung, M. Gazicki-Lipman, C. Pitsalidis, C. Gravalidis, S. Logothetidis, M. Zagorska and J. Ulanski Adv. Funct. Mat., 22, 3840 (2012). [10] T. Marszalek, M. Wiatrowski, E. Dobruchowska, J. Jung and J. Ulanski, J. Mater. Chem. C, 1, 3190 (2013). [11] I. Tszydel, M. Kucinska, J. Ulanski, Polish Patent Application, 28.03.2013.

Praca finansowana cz ciowo z projektu NCN 2012/07/B/ST8/03789

1 Adres do korespondencji: [email protected]


56

Samoorganizacja moleku PTCDI-C8 na powierzchni GaN(0001)

K. Lament1 , P. Mazur1, S. Zuber1, A. Ciszewski1

1Instytut Fizyki Do wiadczalnej, Wydzia Fizyki i Astronomii, Uniwersytet Wroc awski Pl. Maksa Borna 9, 50-204 Wroc aw

Funkcjonalizacja pó przewodników przez bezpo redni adsorpcj moleku organicznych na ich powierzchniach to rozwijaj cy si obszar bada podstawowych, które b stanowi fundament in ynierii wytwarzania nowych urz dze pó przewodnikowych. Badania te pozwalaj czy niezwykle szerok funkcjonalno i stosunkow atwo syntezy moleku organicznych o dobrze okre lonych w ciwo ciach chemicznych, elektronowych i optycznych z bardzo z onymi i równocze nie masowymi technologiami i technikami stosowanymi w produkcji urz dze pó przewodnikowych.

Ze wzgl du na w ciwo ci optyczne i transportowe moleku y PTCDI-C8 s obiecuj cym materia em dla zastosowa w organicznych ogniwach s onecznych oraz cienkowarstwowych tranzystorach. Z kolei azotek galu, jako pó przewodnik z szerok przerw energetyczn i szczególnymi w ciwo ciami dla zastosowa w optoelektronice, mo e by interesuj cym pod em do bada adsorpcji moleku organicznych w kontek cie zastosowa w in ynierii uk adów hybrydowych.

Przedstawione zostan wyniki bada adsorpcji i wzrostu cienkich warstw moleku PTCDI–C8 na powierzchniach n-GaN i p-GaN. Badania przeprowadzone technikami skaningowej mikroskopii tunelowej (STM) i spektroskopii fotoelektronów stymulowanych promieniowaniem X (XPS) pokaza y, e moleku y s abo oddzia uj z pod em i wykazuj sk onno do samoorganizacji, formuj c charakterystyczne wyspy.



57

ciwo ci elektrooptyczne uk adów ciek okrystalicznych domieszkowanych kropkami kwantowymi i nanopr tami

K. Dradrach1 , S. Bartkiewicz1, A. Miniewicz1

1Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska, Wybrze e Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

Ciek e kryszta y znalaz y zastosowanie w tworzeniu urz dze fotonicznych i optoelektronicznych. Ci e d enie do udoskonalania w ciwo ci fizykochemicznych takich uk adów sprawi o, e popularne s domieszkowane uk ady ciek okrystaliczne [1]. Przyk adem takich uk adów mog by mieszaniny ciek okrystaliczne domieszkowane nanocz stkami. Dodatek nanocz stek zmienia w ciwo ci elektrooptyczne i fizykochemiczne mieszanin ciek okrystalicznych, powoduj c np. przesuniecie napi cia progowego [2], zmieniaj c temperatur przej fazowych [3] lub wp ywaj c na w ciwo ci fotorefrakcyjne uk adów. Rodzaj nanodomieszki i jej parametry rozmiarowe maj równie wp yw na stabilno mezofazy oraz uporz dkowanie ciek ego kryszta u. Celem tej pracy by o zbadanie w ciwo ci elektrooptycznych uk adów ciek okrystalicznych. Jednym z uk adów by a mieszanina ciek okrystaliczna z nanocz stkami CdS i CdSe, drugi uk ad domieszkowano nanopr tami NaYF4: 2% Er3+, 20% Yb3+. Kropki kwantowe wykazywa y luminescencj w zakresie wiat a widzialnego, która zale a od parametrów rozmiarowych, natomiast nanopr ty charakteryzowa y si wyst powaniem zjawiska podwajania cz sto ci (up-conversion). Poprowadzone badania obejmowa y m.in. pomiary: spektrofotometryczne, spektrofluorymetryczne, holo-graficzne oraz obserwacje mikroskopowe. Analiza wyników pozwoli a na optymalizacj w ciwo ci wytworzonych paneli.

Rys. 1. Zdj cie aglomeratów nanopr tów dielektrycznych wykonane pod mikroskopem optycznym.

Projekt zrealizowany w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki 2011/03/B/ST5/01021. [1] O. Stamatouiu J. Mirzaei, X. Feng, T. Hegmann, Nanoparticles in liquid crystals and liquid crystalline nanoparticles, Springer- Verlag, Berlin (2011) [2] N. Nishida, Y. Shiraishi, S. Kobayashi, N. Toshima, J. Phys. Chem. C, 112, 51 (2008) [3] S.K.Prasad, K.L. Sandhya, G.G. Nair, U.S. Hiremath, C.V. Yelamaggad, S. Sampath, Liq. Cryst. 33, 10 (2006) [4] L. Petti, M. Rippa, A. Fiore, L. Manna, P. Mormile, Opt. Mater. 32, 9 (2010)



58

Fotorefrakcyjne w ciwo ci chiralnych ciek ych kryszta ów

J. Noga1, S. Bartkiewicz1, A. Sobolewska1, Z. Galewski2 1Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska

Wybrze e Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

2Wydzia Chemii, Uniwersytet Wroc awski ul. F. Joliot-Curie 14, 50-383 Wroc aw

Dynamiczny rozwój fotoniki sprawia, e poszukiwane s nowe materia y, w których zmiany ciwo ci optycznych spowodowane dzia aniem wiat a b mo liwie najefektywniejsze.

Szczególnie przydatne pod k tem wykorzystania w technikach holograficznych, a zw aszcza w holograficznym zapisie informacji, mog by ciek okrystaliczne pochodne azobenzenu. Wynika to z posiadania przez nie ugrupowania chromoforowego, charakteryzuj cego si mo liwie szybkimi i odwracalnymi zmianami w ciwo ci optycznych pod wp ywem wiat a [1,2]. Istotn cech tej grupy materia ów jest fotoindukowana zmiana porz dku molekularnego wywo ana przez reakcj fotochromowe, np. poprzez reakcje izomeryzacji trans-cis-trans [3], w wyniku których dochodzi do zmiany w ciwo ci fizykochemicznych analizowanych uk adów. W uk adach tych dzia anie promieniowania prowadzi do powstania struktur charakteryzuj cych si lokalnymi zmianami wspó czynnika za amania wiat a i/lub wspó czynnika absorpcji, co prowadzi do fotoindukowanej zmiany porz dku molekularnego.

W niniejszej pracy porównano w ciwo ci optyczne chiralnych ciek okrystalicznych pochodnych azobenzenu z rodziny 4-alkilo-4’-alkiloksyazobenzenu i ich liniowych izomerów. Badania w ciwo ci optycznych przeprowadzono przy wykorzystaniu techniki zapisu holograficznego w po czeniu z obserwacj w czasie rzeczywistym pod mikroskopem polaryzacyjnym. Wyznaczono sta e czasowe odpowiedzialne za proces indukowania siatki dyfrakcyjnej w fotochromowym materiale. Stwierdzono, e proces holograficznego zapisu siatki dyfrakcyjnej zachodzi z d szym czasem w materia ach chiralnych w porównaniu do ich liniowych izomerów. Uzyskane wyniki pozwoli y stwierdzi stabilno termodynamiczn w danej fazie ciek okrystalicznej chiralnej pochodnej azobenzenu: 4-(2-metylo)butoksy-4’-nonyloazobenzenu. Projekt zrealizowany w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki (nr 2011/03/B/ST5/01021) [1] A. Sobolewska, J. Zawada, S. Bartkiewicz, Z. Galewski, J. Phys. Chem. C, 117 (2013) 10051 [2] A. Sobolewska, J. Zawada, S. Bartkiewicz, Langmuir, 30 (2014) 17 [3] T. Ikeda, J. Mater. Chem., 13 (2003) 2037



59

Charakterystyka fotoindukowanych filamentów typu NIX w ciek okrystalicznych pochodnych azobenzenu

J. Jaworska1 , S. Bartkiewicz1 , Z. Galewski2



Fotochromowe ciek e kryszta y od lat znajduj zastosowanie w optycznym zapisie i przetwarzaniu informacji [1, 2]. Ich szczególne w ciwo ci wynikaj nie tylko ze sposobu rozmieszczenia moleku , ale tak e mo liwo ci zmiany ich uporz dkowania za pomoc wiat a. Do znanych przedstawicieli tej klasy materia ów nale ciek okrystaliczne pochodne

azobenzenu. Reorientacja molekularna zachodzi w nich w wyniku zjawiska fotoizomeryzacji trans-cis-trans, co jednocze nie skutkuje zmian w ciwo ci fizycznych materia u.

Pojawienie si zaburzenia uk adu w postaci izomeru cis znacz co wp ywa na polimorfizm materia u i mo e powodowa pojawienie si nowych struktur.

W niniejszej pracy badano wp yw temperatury i czasu na wietlania promieniowaniem z zakresu UV na z ono polimorfizmu materia u. Przedmiotem bada by y zwi zki z heksylowego szeregu alkiloksyazobenzenowego. Charakterystyki dokonano za pomoc trzech metod badawczych: ró nicowej kalorymetrii skaningowej (DSC),

analizy termooptycznej (TOA) i mikroskopii polaryzacyjnej (POM). Badania wykaza y, e w niektórych materia ach pod wp ywem wiat a i zmian temperatury generuj si nowe struktury w ókniste. Wcze niejsze doniesienia literaturowe sugeruj , i wspomniane filamenty zaobserwowano jedynie w mieszaninach dwu- i wielosk adnikowych. Zosta y one okre lone jako nici mielinowe [3], nematogeny/smektogeny [4], filamenty [5, 6]. Warunki ich generacji oraz w ciwo ci nie zosta y dot d szczegó owo opisane. W tej pracy prezentowane s podobne filamenty jednak po raz pierwszy uzyskane jedynie za pomoc wiat a. Podj to prób charakterystyki tych struktur, którym ze wzgl du na budow nadano

nazw NIX (Nematic-Isotropic-eXtraordinary structures). Struktury te wydaj si by obiecuj ce do zastosowania w adresowaniu optycznym.

[1] Y. Lansac, M. A. Glaser, N. A. Clark, O. D. Lavrentovich, Nature 398, 54 – 57 (1999). [2] K. Ichimura, Chem. Rev. 100, 1847 – 1873 (2000). [3] A. Adamczyk, Acta Universitatis Wratislaviensis 433, 59 (1978). [4] A. Adamczyk , Thin Solid Film 284, 238 (1996). [5] A. Adamczyk, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 261, 271 (1995). [6] M. Todorokihara, Y. Iwata, H. Naito, Phys. Rev. 70, 021701 (2005).


Rys. 1. Struktury Nix.


60

Dostrajany detektor THZ

I. Tralle1, G. Ha da 2, K. Majchrowski1, A. Kolek2

1Katedra Fizyki Teoretycznej, Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Rzeszowski, ul. Prof. St. Pigonia 1, 35-310 Rzeszów

2Katedra Podstaw Elektroniki, Wydzia Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Rzeszowska, al. Powsta ców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

Zagadnienie generowania i detekcji pól elektromagnetycznych w zakresie THz jest bardzo wa ne ze wzgl du na szeroki wachlarz mo liwych zastosowa . Potencjalne zastosowania promieniowania z zakresu THz obejmuj mi dzy innymi wykrywanie nielegalnych substancji chemicznych i biologicznych, broni, obrazowanie medyczne, wykrywanie nowotworów, kontrolowanie rozmaitych procesów produkcyjnych i wiele innych. W przedstawionej pracy zaprezentowane jest podej cie do zaprojektowania dostrajanego detektora promieniowania w zakresie THz na bazie struktury rezonansowej z podwójn barier . Podej cie to oparte jest na po czeniu metody odwrotnego problemu rozpraszania ISP (Inverse Scattering Problem Method) [1] oraz formalizmu nierównowagowych funkcji Greena (NEGF). Konstrukcja omawianego detektora polega na odpowiednim dobraniu odleg ci mi dzy skwantowanymi poziomami energetycznymi w studni potencja u, aby mo liwa by a absorpcja promieniowania w zakresie THz.

Stosuj c metod ISP, zosta odtworzony kszta t potencja u studni kwantowej, na podstawie za onego zbioru pi ciu poziomów energetycznych. Odleg ci mi dzy trzema pierwszymi poziomami dobrane s w nast puj cy sposób: E21=10.2 meV, E32=12.3 meV, co odpowiada energii promieniowania o cz stotliwo ci odpowiednio 2.46 THz oraz 2.97 THz. Do tak przygotowanej struktury zosta y do czone dwie pó niesko czone jednorodne elektrody (z lewej i prawej strony), a nast pnie przeprowadzone zosta y symulacje z u yciem formalizmu NEGF, które dotyczy y wyznaczenia g sto ci pr du ciemnego w zale no ci od przy onego do struktury napi cia, g sto ci elektronów oraz odpowiedzi foto-pr dowej wzgl dem energii fotonu. Dodaj c z prawej strony struktury barier o szeroko ci 20 nm i wysoko ci ~25 meV uda o si uzyska interesuj cy rezultat w postaci zwi kszenia warto ci foto-odpowiedzi dla h = 10 meV [2].

[1] I.Tralle, K. Majchrowski, ’Smart design’ of quantum wells and double-quantum wells structures, World Journal of Condensed Matter Physics, 4 (1), 24-32 (2014). [2] I. Tralle, G. Ha da , K. Majchrowski, and A. Kolek. Design of quantum double-barrier tunnel structures for THz detection, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, przyj te do druku, (2014)



61

Streszczenia

Czwartek 11.09.2014 r.

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 CZWARTEK

62

Fluktuacje rozk adu adunku w organicznych pó przewodnikach (tTTF)2X (X =Br, I)

R. wietlik1, D. Jankowski1,2, E.W. Reinheimer3, O. Jeannin4, M. Fourmigué4

1Instytut Fizyki Molekularnej PAN, ul. Smoluchowskiego 17, 60-179 Pozna 2Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska, ul. Nieszawska 13A, 60-965 Pozna 3Center for Molecular Structure, California State University, San Marcos, CA 92096, USA

4Université de Rennes 1, UMR CNRS 6226, 35042 Rennes (France)

Sole z przeniesieniem adunku (tTTF)2X (X = Br, I) (Rys. 1a) s izostrukturalnymi, niskowymiarowymi pó przewodnikami organicznymi ( 300K = 8-20 cm). W przewodz cych warstwach donory tworz centrosymetryczne dimery (tTTF)2, które silnie oddzia uj mi dzy sob w kierunku a oraz kierunku (a-b) (Rys. 1b); ze stechiometrii wynika, e na moleku tTTF przypada adunek +0.5. W niskich temperaturach kryszta y doznaj przej cia do stanu antyferromagnetycznego o najwy szych temperaturach Néela (TN) obserwowanych dla soli utworzonych przez pochodne TTF (TN=35 K dla soli z Br oraz TN=43 K dla soli z I) [1].

Rys. 1. (a) Moleku a tTTF oraz (b) struktura warstw przewodz cych w solach (tTTF)2X (X = Br, I).

Przeprowadzili my pomiary widm odbiciowych IR w wietle spolaryzowanym oraz widm rozproszenia Ramana kryszta ów (tTTF)2X (X =Br, I) w funkcji temperatury (5-300 K). Badania wykaza y obecno fluktuacji rozk adu adunku wewn trz dimerów (tTTF)2 w ca ym zakresie temperatur. W obszarze drga rozci gaj cych C=C (1400-1600 cm-1) oraz drga rozci gaj cych C-S pier cieni TTF (400-550 cm-1) zaobserwowano pasma ramanowskie, odpowiadaj ce moleku om tTTF z adunkami +1, +0.5 oraz 0. Analiza pasm oscylacyjnych i elektronowych w widmach IR prowadzi do podobnych wniosków. W widmach IR wida dwa pasma elektronowe, które odpowiadaj przeniesieniu adunku mi dzy zjonizowanymi moleku ami tTTF+1 (ok. 8000 cm-1) oraz mi dzy tTTF+1 i moleku oboj tn tTTF0 (ok. 4000 cm-1); równie w cz ci oscylacyjnej widma wyst puj pasma jonów tTTF+1. Fluktuacje rozk adu adunku w soli z I s silniejsze ni w soli z Br, co mo e by przyczyn wy szej temperatury przej cia do stanu antyferromagnetycznego.

Projekt zosta sfinansowany ze rodków NCN (decyzja nr DEC-2012/04/M/ST3/00774).

[1] M. Fourmigué et al., Inorg. Chem. 50, 4171 (2012) 1 Autor do korespondencji: [email protected]

tTTF

(b) (a)


63

Pojedyncza cz steczka jako sonda migracji adunku

A.A.L. Nicolet1, M.A. Kol'chenko2, C. Hofmann3, B. Kozankiewicz4, M. Orrit3

1 LNCMI, UPR 3228, CNRS, 38042 Grenoble, Francja 2 Institute for Spectroscopy, 142190 Troitsk, Moskwa, Rosja

3 MoNOS, Huygens Laboratory, Leiden University, 2300 RA Leiden, Holandia 4 Instytut Fizyk, Polskiej Akademii Nauk, 02-668 Warszaw, Polska

Spektroskopia pojedynczych cz steczek w temperaturze kriogenicznej u yta zosta a do badania migracji adunku. Sond by y cz steczki dibenzoterylenu w krysztale antracenu, a uk ad ten umieszczono w strukturze tranzystora polowego [1]. Przyk adaj c kontrolne napi cia elektryczne do bramki, ród a i drenu zaobserwowano dryfowanie linii zero-fononowych niektórych pojedynczych cz steczek domieszki, dibenzoterylenu do nowych po widmowych. Dryfowanie linii, z rozdzielczo ci czasow rz du sekundy, obserwowano w czasie wielu godzin. Gdy przy ono ujemne napi cie jedynie do bramki, wcze niej przepuszczaj c pr d pomi dzy ród em i drenem, po enie linii dryfowa o jak logarytm czasu. Gdy przy ono zarówno ujemne napi cie do bramki jak i napi cie pomi dzy ród em i drenem po enie linii dryfowa o z pot czasu.

Obserwacje powy sze mo na wyt umaczy w oparciu o model analogiczny do "continuous-time random walk theory" opracowanej przez Schera i Montrolla dla fotoprzewodnictwa w materia ach amorficznych. Model ten bazuje na kombinacji eksponencjalnie wyd aj cych si czasów opró niania pu apek wraz z odleg ci pomi dzy pu apkami, z eksponencjalnie malej cym prawdopodobie stwem pu apkowania na du ych odleg ciach. Kombinacja dwóch eksponensów prowadzi do zale no ci pot gowej. Zale no logarytmiczn traktowa mo na jako graniczny przypadek zale no ci pot gowej z bardzo ma ym wyk adnikiem.

Analiza sugeruje, e adunki elektryczne oddzia ywuj ce z cz steczkami dibenzoterylenu pu akowane s w warstwie SiO2 oddzielaj cej bramk od elektrod ród a i drenu. Po enie i ewentualna identyfikacja defektów, na których adunki s pu akowane, wymaga dalszych bada . Krokiem w tym kierunku by oby precyzyjne wyznaczenie po enia oddzia uj cych z adunkiem cz steczek i utworzenie mapy pu apek.

[1] A.A.L. Nicolet, M.A. Kol'chenko, C. Hofmann, B. Kozankiewicz, M. Orrit, Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 4415 (2013).


XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 CZWARTEK - WYK AD NA ZAPROSZENIE ORGANIZATORÓW

64

Nowe, elektroaktywne pochodne tetrazyny: elektrochemia, ciwo ci fluorescencyjne i zastosowania

P. Audebert1

1PPSM, ENS-Cachan, 61 avenue du Pt Wilson, Cachan 94235, France, Fax: 33-1-47402454.

Pier cie tetrazynowy jest najbardziej ubogim w elektrony pier cieniem aromatycznym, co nadaje mu charakter silnie elektronoakceptorowy. Ponadto, w przypadku pochodnych tetrazyny spektroskopowo obserwowane s przej cia typu n- * i zwi zana z nimi fluorescencja, charakteryzuj ca si d ugimi czasami zaniku. Pier cie tetrazynowy mo e by równie odwracalnie redukowany z przyj ciem jednego, a nawet dwóch elektronów. Ta

ciwo powoduje, e wielkocz steczkowe pochodne tetrazyny mog by stosowane jako polimery przenosz ce elektrony, czy polimery podlegaj ce domieszkowaniu typu n [1].

Schemat 1. Przyk ady pochodnych tetrazyny: materia y molekularne (po lewej), zwi zki fluorescencyjne (po prawej).

Rys 1. Fluorescencyjne pochodne tetrazyny aktywowane naftaloimidami (po lewej); handlowy produkt LumicyanoR (po prawej)

Po czenie odwracalno ci reakcji elektrochemicznych pochodnych tetrazyny z ich zdolno ci do fluorescencji, która mo e by wzbudzana lub wygaszana poprzez zmian potencja u, pozwala na wytwarzanie sensorów fluorescencyjnych, a tak e na zastosowanie tych zwi zków w fotokatalizie. Podczas wyk adu omówione zostan w ciwo ci elektrochemiczne tetrazyn, a tak e ich funkcjonalizacja, w czaj c w to przy czenie pochodnych tetrazyny jako grup bocznych do cucha g ównego wybranych makrocz steczek. Opisane b równie w ciwo ci elektrofluorochromowe takich zwi zków oraz zjawisko elektrochemicznego prze czania fluorescencji2. Ostatnia cz wyk adu po wi cona b dzie syntezie i elektrochemii pochodnych tetrazyny zawieraj cych ugrupowania „antenowe”, które wykazuj silna fluorescencj podczas o wietlania wiat em nadfioletowym (Rys. 1). Przedstawione badania doprowadzi y do unikalnego

zastosowania fluorescencyjnych pochodnych tetrazyny w kryminalistyce do badania odcisków palców. Opracowany przez grup autora handlowy produkt LumicyanoR (Rys. 1) jest ju dost pny handlowo. [1] G. Clavier, P. Audebert, Chem. Rev., 110, 3299-3314 (2010). [2] P. Audebert, F. Miomandre, Chem. Science 4, 575 (2013).


N

N N

N

SSHH

n n

N

N N

NR1R2

R1 = Cl, R2 = OMe

R1 = R2 = OMe

R1 = R2 = Cl


65

Dynamika moleku wody mi dzy warstwami tlenku grafenu

I. Natkaniec1,2, K. Dru bicki1,3, E.F. Sheka4, K. Ho derna-Natkaniec2, E.Yu. Buslayeva5, S.P. Gubin5, S.V. Tkachev5

1 Laboratorium Fizyki Neutronowej im. I.M. Franka, ZIBJ, 141980 Dubna, Rosja 2 Wydzia Fizyki, Uniwersytet Adama Mickiewicza, ul. Umultowska 85, 61-614 Pozna

3 Wydzia Chemii, Uniwersytet Jagiello ski, ul. Ingardena 3, 30-060 Kraków 4 Wydzia Fizyki, Rosyjski Uniwersytet Przyja ni Narodów, Moskwa, Rosja

5 Instytut Ogólnej i Nieorganicznej Chemii, RAN, Moskwa, Rosja.

Tlenek grafitu (GO) nazywany aktualnie tlenkiem grafenu, jest produktem chemicznego rozwarstwienia grafitu syntetyzowanym od oko o 150 lat z pomoc silnie utleniaj cych reagentów. Produktem chemicznej funcjonalizacji warstw grafenowch s amorficzne materia y o nieidentycznym sk adzie bliskim C2O. Aktualne modele struktur GO preferuj amorficzn i niestechiometryczn budow warstw grafenowych z losowo rozmieszczonymi hydroksylowymi (-OH) i epoksydowymi (-O-) grupami funkcjonalnymi [1]. Najcz ciej cytowanym i ogólnie akceptowanym jest model Lerfa-Klinowskiego bazuj cy na badaniach hydratacji i struktury GO korelacyjnymi metodami rezonansu j drowego (CP MAS NMR) [2]. Badana próbka GO o wadze 10 gram i sk adzie: (58,0±1,0), H(1,5±0,5), O(39,0±1,0), N (0) % masy, by a syntetyzowana w grupie profesora S.P. Gubina [3]. Pomiary proszkowej dyfrakcji (NPD) i niekoherentnego nieelastycznego rozpraszania neutronów (IINS), wykonano w przedziale temperatur od 293 K do 6 K, na spektrometrze NERA przy impulsowym reaktorze IBR-2 w Dubnej [4]. Widma NPD pokaza y, e separacja warstw GO w temperaturze pokojowej zmienia warto w przedziale (6.9 - 8.1) Å w zale no ci od wilgotno ci atmosfery, w której przechowywana jest próbka. Integralna intensywno widma IINS odpowiadajacego separacji warstw GO na 8.1 Å jest dwukrotnie wi ksza ni dla separacji na 6.9 Å. wiadczy to o obecnosci moleku wody w strukturze tlenku grafenu [5]. Spektralny rozk ad widma IINS w temperaturze 6 K praktycznie nie wykazuje zale no ci od wilgotno ci co sugeruje, ze w badanym zakresie koncentracji wody w GO, moleku y H2O tworz wi zania wodorowe g ównie z grupami funkcjonalnymi warstw grafenowych. Bazuj c na modelu Lerfa-Klinowskiego z pomoc wspó czesnych metod obliczeniowych chemii kwantowej wykonano komputerowe modelowanie g sto ci stanów wibracyjnych GO ze zmienn zawarto ci moleku wody mi dzy warstwami grafenu [6]. Porównanie wyliczonych ab-initio i eksperymentalnych widm wibracyjnych otrzymanych metod IINS pozwala wnioskowa o poprawno ci modelu struktury i dynamiki badanego materia u. Dynamika moleku wody zawartej miedzy warstwami GO zadawalaj co reprodukuje niskotemperaturowe widma IINS badanego tlenku grafenu.

[1] D. R. Dreyer, S. Park, C. W. Bielawski, R. S. Ruoff, Chem. Soc. Rev., 39 (2010) 228-240. [2] A. Lerf, H. He, M. Forster, J. Klinowski, J. Phys. Chem. B, 102(1998) 4477-4482. [3] S.V. Tkachev, E.Yu. Buslayeva, A.V.Naumkin, S.L.Kotova, S.V.Laure, S.P.Gubin, Inorg. Mat., 48(2012) 796-802. [4] I. Natkaniec, D. Chudoba, . Hetma czyk, V.Yu. Kazimirov, J. Krawczyk, I.L. Sashin, S. Zalewski, Journal of Physics: Conference Series, (2014) in print. [5] A. Buchsteiner, A. Lerf, J. Pieper, J. Phys. Chem., B, 110 (2006) 22328-22338. [6] K. Dru bicki, I. Natkaniec, Chemical Physics Letters, 600 (2014) 106-111.

1 Autor do korespondencji: Ireneusz Natkaniec, e-mail: [email protected]

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 CZWARTEK - WYK AD NA ZAPROSZENIE ORGANIZATORÓW

66

Nanocz stki metali tworz ce fazy ciek okrystaliczne

E. Górecka1

1Wydzial Chemii, Uniwersytet Warszawski, Zwirki i Wigury 101, 02-089 Warszawa

Nanocz steczki metali (NPs) maj niezwyk e w ciwo ci optycznych, elektronicznych i magnetycznych. Ich zastosowania mog oby by poszerzone je eli znane by yby metody, wytwarzania dalekozasiegowych struktur tzw. ‘superkrysztalów’. Problemem jest jednak du a polidyspersyjno nanocz stek otrzymywanych metodami chemicznymi, zwykle tworz one tylko amorficzne agregaty. Poka emy, e sferyczne nanocz stki, nawet o du ym stopniu polidyspersyjnosci, mog jednak organizowa si w ró norodne struktury warstwowe i kolumnowe je eli ich powierzchnia jest sfunkcjonalizowana odpowiednimi ligandami mezogenicznymi. Tworzenie struktur warstwowych i kolumnowych dla takich hybrydowych materia ów jest zwi zane z segregacj przestrzenn chemicznie niekompatybilnych: organicznych i nieorganicznych segmentów hybrydowych obiektów. Typ struktury mo e by kontrolowany przez rodzaj ligandów, rozmiar rdzenia metalowego,

sto ci warstwy organicznej oraz temperatur . W szczególnych przypadkach, odleg pomi dzy nanocz stkami w superkrysztale mo e by tak e kontrolowana przez zmiany konformacyjne wywo ane w pow oce organicznej wiat em. W pewnych przypadkach, superkryszta y tworzone przez nanocz stki s dwój omny co daje mo liwo kontrolowania

asno ci plasmonowych uk adu przez polaryzacj wiat a. Mezogeniczne ligandy mog by równie wykorzystywane do kontrolowania wzrostu rdzenia metalowego (efekt Ostwalda). Dla magnetycznych nanocz stek zaobserwowano silne efekty magnetooptyczne, co zwi zane jest z tworzeniem dimerów nanocz tek. [1] JM. Wolska, D. Pociecha, J. Mieczkowski, E. Gorecka ‘Gold nanoparticles with flexible mesogenic grafting layers’ SOFT MATTER 9, 3005, (2013) [2] W. Lewandowski, D. Constantin, K. Walicka, D. Pociecha, J. Mieczkowski, E. Gorecka, 'Smectic mesophases of functionalized silver and gold nanoparticles with anisotropic plasmonic properties’ CHEMICAL COMMUNICATIONS, 49, 7845, (2013) [3] J. Szczytko, N. Vaupotic, MA. Osipov, K. Madrak, E. Gorecka, Effect of dimerization on the field-induced birefringence in ferrofluids PHYSICAL REVIEW E, 87, 062322, (2013) [4] M. Wojcik, M. Gora, J. Mieczkowski, J. Romiszewski, E. Gorecka, D. Pociecha, ‘Temperature-controlled liquid crystalline polymorphism of gold nanoparticles’, Soft Matter, 22, 10561, (2011)



67

Spektroskopia dielektryczna materia ów ciek okrystalicznych

P. Perkowski1 1Instytut Fizyki Technicznej, Wojskowa Akademia Techniczna,

ul. S.Kaliskiego2, 00-908 Warszawa

W badaniach ciek ych kryszta ów spektroskopia dielektryczna zajmuje wa ne miejsce. Wynika ono z dwóch aspektów takich bada : - poznawczego – spektroskopia dielektryczna dostarcza informacji o modach relaksacyjnych w ciek ych kryszta ach, - aplikacyjnego - ciek e kryszta y s cz sto wykorzystywane w urz dzeniach, w których czynnikiem steruj cym (prze czaj cym ciek y kryszta ) jest pole elektryczne. Prezentacja dotyczy analizy danych do wiadczalnych ró nych materia ów ciek okrystalicznych (nematyków, nematyków chiralnych, nematyków dwucz stotliwo ciowych, smektyków: A*, C*, CA*), zebranych w Zak adzie Fizyki i Technologii Kryszta ów, WAT, Skupiono si na charakteryzacji modów molekularnych oraz modów kolektywnych wyst puj cych w mezofazach, jak równie warunkach obserwacji modów intramolekularnych w zakresie pomiarowym typowym dla spektroskopii dielektrycznej [1-3]. Podano przyk ady pomiarów dla niskich temperatur i zwrócono uwag na specyfik takich bada [4-5]. Wskazano parametry molekularne i inne czynniki, które wp ywaj na w ciwo ci makroskopowe obserwowane w spektroskopii dielektrycznej [6-7]. Zasygnalizowano tak e problemy techniczne [8-10], z którymi spotykamy si wykonuj c spektroskopi dielektryczn materia ów ciek okrystalicznych z uwzgl dnieniem konstrukcji komórek pomiarowych i specyfiki zastosowanych materia ów. [1] P. Perkowski, A. Bubnov, W. Piecek, K. Ogrodnik, V. Hamplová, M. Kašpar, Phase Trans. 84, 1098 (2011). [2] P. Perkowski, K. Ogrodnik, W. Piecek, M. urowska, Z. Raszewski, R. D browski, L. Jaroszewicz, Liq. Cryst. 38, 1159 (2011). [3] P. Perkowski, W. Piecek, Z. Raszewski, K. Ogrodnik, M. urowska, R. D browski, J. K dzierski, MCLC 541, 191 (2011). [4] P. Perkowski, M. Mrukiewicz, K. Garbat, M. Laska, U. Chodorow, W. Piecek, R. D browski, J. Parka, Liq. Cryst. 39, 1237 (2012). [5] P. Perkowski, M. Mrukiewicz, M. Laska, K. Garbat, W. Piecek, R. D browski, Phase Trans. 86, 113 (2013). [6] P. Perkowski, K. Ogrodnik, M. urowska, W. Piecek, R. D browski, Z. Raszewski, L. Jaroszewicz, Phase Trans. 86, 138 (2013). [7] M. Mrukiewicz, P. Perkowski, K. Garbat, R. D browski, J. Parka, Acta Phys. Pol. A 124, 940 (2013). [8] P. Perkowski, D. ada, K. Ogrodnik, J. Rutkowska, W. Piecek, Z. Raszewski, , Opto-el. Rev. 16, 271 (2008). [9] P. Perkowski, Opto-el. Rev. 17, 180 (2009). [10] P. Perkowski, Opto-el. Rev. 20, 1 (2012).



68

Widma FT-IR a metoda DFT w analizie mezogenów

A. Rudzki1 , A. Siedlanowska1, J. Chru ciel1, K. Dru bicki2

1Instytut Chemii, Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach ul. 3 Maja 54, 08-110 Siedlce

2Wydzia Chemii, Uniwersytet Jagiello ski ul. Ingardena 3, 30-060 Kraków

ównym celem pracy jest symulacja i analiza teoretycznych widm FT-IR metod DFT w odniesieniu do widm eksperymentalnych dla wybranych zwi zków ciek okrystalicznych nale cych do szeregu benzoesanów i tiobenzoesanów. Zwi zkami tymi by y:

kwas cetyloksybenzoesowy (16OB),

S-(+)-4-(4’-n-oktyloksy-bifenylokarbonylotio)benzoesan-1-metyloheptylu (MHPSBO8)

4,4’-(n-dodecyloksy-fenylokarbonylotio) benzoesan rezorcinolu (12OSOR).

Wszystkie widma eksperymentalne otrzymano przy zastosowaniu spektrometru Magna FT-IR 760 firmy Nicolet z rozdzielczo ci 2cm-1 przy 50 skanach w pastylkach KBr. Widma teoretyczne uzyskano przy zastosowaniu programu Gaussian 03 dla ró nych funkcjona ów (B3LYP, BLYP, PBEO, PBE, BP86, B3P86, SVWN) z baz dyfuzyjn 6-31+G(d,p). Czynnik skaluj cy dobrano odpowiednio do metody oblicze oraz do konkretnej bazy orbitali [1]. Przeprowadzone symulacje wskazuj , e funkcjona y hybrydowe daj lepsze wyniki od pozosta ych dost pnych w metodzie DFT. Najlepsz metod obliczeniow by funkcjona B3LYP. Natomiast najmniej dok adne wyniki daje funkcjona SVWN. Wszystkie teoretyczne metody obliczeniowe niemal idealnie odwzorowuj charakterystyczne drgania v(C=C)Ph, v(C-O), v(COS), v(C-S).

[1] J.P. Merrich, D. Moran, L. Radom, J. Phys. Chem. A, 111, 116830 (2007).



69

Termiczna analiza nowych tioestrów, b cych pochodnymi terpenoidów

M. Ordon 1 2, M.D. Ossowska-Chru ciel2, W. Zaj c3

1 Laboratorium Fizyki Neutronowej im. Franka, Zjednoczony Instytut Bada J drowych ul. Zawisza 13, 32-008 Dubna

2 Zak ad Technologii Chemicznej i In ynierii Materia owej, Wydzia Nauk cis ych, Uniwersytet Przyrodniczo – Humanistyczny w Siedlcach

ul. 3-go Maja 54, 08-110 Siedlce, Polska 3 Instytut Fizyki Neutronowej Polskiej Akademii Nauk im. H Niewodnicza skiego

ul. Kraków, Polska

Wykonano syntez nowego szeregu homologicznego tioestrów - 4-(4-nonyloksybenzylotio) benzoesanów, modyfikowanych mentolem (9OSBm), tymolem (9OSBt) i karwakrolem (9OSBk). Substratem wyj ciowym do syntezy tych estrów by kwas 4-n-nonyloksy(fenylokarbotio) benzoesowy (9OSB) [1, 2].

Poprawno struktury chemicznej i czysto substancji zosta y scharakteryzowane za pomoc metod magnetycznego rezonansu j drowego (1H NMR, 13C NMR) i spektroskopii w podczerwieni z transformacj Fouriera (FT - IR). Mezomorfizm okre lono na podstawie metod kalorymetrycznych i optycznych: Ró nicowej Kalorymetrii Skaningowej (DSC), Polaryzacyjnej Mikroskopii Optycznej (POM) i pomiaru intensywno ci wiat a przepuszczonego (TLI).

Badane substancje wykazuj polimorfizm faz krystalicznych. Obliczenia, wykonane za pomoc metod kwantowo - chemicznych dla 9OSBm udowodni y, e grupa izopropylowa terpenoidów stanowi na tyle du zawad przestrzenn , e uniemo liwia u enie moleku w warstwy. Zamiana pier cienia cykloheksanowego, jaki znajduje si w budowie mentolu na fenylowy, w tymolu i karwakrolu nie spowodowa pojawienia si w asno ci ciek okrystalicznych dla 9OSBt i 9OSBc. Wszystkie substancje s stabilne i nie rozk adaj si po przej ciu do fazy izotropowej.

[1] M. D. Ossowska - Chru ciel, P. Roszkowski, „The influence of terminal chlorine on the mesomorphic properties of new thiobenzoates containing two and three benzene rings”, Liquid Crystals, Vol. 32, No. 7, July 2005, 877–887.

[2] M. D. Ossowska - Chru ciel, “Phase transitions of new antiferroelectric thiobenzoate”, Phase Transitions, Vol. 80, Nos 6–7, June–July 2007, 757–770.



70

Ciek okrystaliczny polimorfizm alkanianów 4-[4-(alkiloksyfenylo)diazenylo]fenylu

Z. Galewski1, I. Niezgoda1, J. Jaworska2, D.Pociecha3

1 Wydzia Chemii, Uniwersytet Wroc awski ul. Joliot- Curie 14, 50-383 Wroc aw

2 Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska ul. Wybrze e Stanis awa Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

3 Wydzia Chemii, Uniwersytet Warszawski ul. wirki i Wigury 101, 02-089 Warszawa

Pochodne azobenzenu nale do grupy zwi zków o bogatym polimorfizmie faz ciek okrystalicznych oraz wa nych we wspó czesnej optoelektronice. Spo ród wielu mo liwych struktur [1] ma o poznan grup zwi zków s alkaniany 4-[4-(alkiloksyfenylo)diazenylo]fenylu o poni szej strukturze [2,3].

Spo ród 210 mo liwych zwi zków opisano dotychczas w literaturze jedynie 78 pochodnych, o krótkich cuchach alkilowych, posiadaj cych jedynie faz nematyczn . Dlatego interesuj cym wydawa o si zsyntezowanie i zbadanie zwi zków o d szych cuchach alkilowych, sprzyjaj cych tworzeniu faz smektycznych.

W niniejszej pracy zosta y przedstawione w ciwo ci mezogenne trzech szeregów homologicznych, (6-O-Az-O2C-m, 9-O-Az-O2C-m oraz 12-O-Az-O2C-m) zaznaczonych w poni szej tabeli wraz z obserwowanym polimorfizmem.

W zsyntezowanych 3 szeregach przy pomocy spolaryzowanej mikroskopii optycznej oraz ró nicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) zaobserwowano obecno 7 mezofaz: N, SmA, SmC, SmI, SmF, G i H. W przypadkach w tpliwych rozpoznanie rodzaju mezogenu zosta o potwierdzone metod XRD. Ponadto zbadano kinetyk reakcji fotoizomeryzacji. Po na wietleniu wiat em o d ugo ci fali 365 nm badano ciemn relaksacj substancji przy pomocy spektroskopii UV-Vis.

Przeprowadzone badania umo liwi y okre lenie wp ywu d ugo ci cuchów alkilowych na polimorfizm faz ciek okrystalicznych oraz sta ych szybko ci reakcji izomerii trans-cis-trans.

[1] V.Vill, LiqCryst 5.2, database, Fujitsu, 2014. [2] M.T. McCaffrey, J.A. Castellano, MCLC, 18 (3-4), 209-225 (1972). [3] J. Trzaska, Z. Galewski, Opto-Electronic Review, 17(2), 129-139 (2009).



71

Wp yw zgi cia p aszczyzny pier cienia benzenowego na zmian aromatyczno ci

I. Majerz1 T. Dziembowska2

1Wydzia Farmaceutyczny, Uniwersytetu Medycznego we Wroc awiu, Borowska 211a,

50-556 Wroc aw, 2Instytut Chemii i Ochrony rodowiska, Politechnika Szczeci ska

Podstawow cech aromatycznego pier cienia benzenowego jest jego p asko . Istnieje jednak szereg zwi zków, w których dwa pier cienie benzenowe po czone s ze sob poprzez podstawniki w pozycji para-, co w przypadku podstawników o niewielkich rozmiarach powoduje wygi cie obu pier cieni benzenowych.

Rys. 1. Struktura badanych zwi zków

Powstaj wi c pytania: czy zmiana kszta tu pier cienia benzenowego znacz co obni a jego aromatyczno wyra ona parametrem HOMA, czy wi ksza jest zmiana d ugo ci wi za w pier cieniach, czy tez ich alternacja, czy zmiana otoczenia cz steczki, np. przeniesienie jej do struktury krystalicznej wp ywa na jej kszta t i aromatyczno oraz jaki jest wp yw podstawników cz cych pier cienie aromatyczne na aromatyczno tych pier cieni. Zmiana kszta tu z p askiego na typowy raczej dla ódkowej konformacji pier cieni alifatycznych wp ywa na zmian adunku pier cienia aromatycznego, co wyra a si w warto ciach g sto ci elektronowych w punktach krytycznych wi za , adunku na poszczególnych atomach pier cienia oraz zmianach w orbitalach molekularnych. Dla serii zwi zków wybranych z bazy krystalograficznej porównano struktur wyst puj w krysztale ze struktur zoptymalizowana metod B3LYP-6-311++G**. Aby wyja ni rol przenikalno ci elektrycznej otoczenia cz steczki oraz upakowania wykonano optymalizacj dla ró nych warto ci przenikalno ci elektrycznej oraz promienia wn ki.

1 Autor do korespondencji: [email protected] ([email protected])


72

Streszczenia

Pi tek 12.09.2014 r.

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 PI TEK - WYK AD NA ZAPROSZENIE ORGANIZATORÓW

73

Wykorzystanie rozpylania jonowego w badaniach materia ów organicznych

A. Bernasik1,2, M.M. Marzec2, J. Haberko1, J. Rysz3, A. Budkowski3, W. ny1

1Wydzia Fizyki i Informatyki Stosowanej, AGH Akademia Górniczo - Hutnicza, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

2Akademickie Centrum Materia ów i Nanotechnologii, AGH Akademia Górniczo - Hutnicza, al. A Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

3Uniwersytet Jagiello ski, Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, ul. Reymonta 4, 30-059 Kraków

Zjawisko rozpylania jonowego jest wykorzystywane do obróbki powierzchni oraz w badaniach materia ów pozwalaj cych okre li przestrzenny rozk ad sk adników w rozpylanym obszarze. Bombardowanie powierzchni wi zk jonów zbudowanych z pojedynczych atomów lub lekkich klastrów prowadzi do destrukcji materia u. Efekt ten zmienia sk ad chemiczny powierzchni oraz wp ywa na jej morfologi . W przypadku polimerów nast puje degradacja cuchów poprzez ich przecinanie. Powsta e w tym procesie aktywne rodniki umo liwiaj sieciowanie. Je eli w trakcie rozpylania obszar zdefektowany usuwany jest zbyt wolno, wówczas w wyniku kumulacji defektów nast puje chemiczna zmiana warstwy przypowierzchniowej. Zmiana ta zale y od liczby tworzonych rodników, która uwarunkowana jest budow i sk adem polimerów oraz rodzajem i parametrami wi zki bombarduj cej. W efekcie badanie przestrzennego rozk adu sk adników mieszaniny polimerów staje si bardzo trudne i ograniczone jedynie do tych uk adów w których sk adniki zawieraj ró ne pierwiastki. Destrukcj materia ów w trakcie rozpylania mo na znacznie ograniczy stosuj c wi zki fulerenów lub koronenu. Pozwala to dodatkowo na identyfikacj materia ów poprzez analiz ich budowy strukturalnej. Ostatnie badania teoretyczne i do wiadczalne wskazuj jednak, e znacznie dok adniejsze pomiary uzyskuje si przy rozpylaniu wi zk jonów klastrów, zawieraj cych kilka tysi cy atomów argonu. Zastosowanie wi zki tak du ych klastrów pozwala na profilowanie g boko ciowe poprzez analiz charakterystycznych ci kich jonów wtórnych (w przypadku metody SIMS) lub analiz otoczenia chemicznego badanych pierwiastków (metod XPS). W porównaniu z wi zkami fulerenów lub koronenu unika si karbonizacji powierzchni materia ów organicznych oraz osi ga si lepsz zdolno rozdzielcz wzgl dem g boko ci.

Praca jest wspó finasowana w ramach grantu NCN nr 2013/09/B/ST4/02951


XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 PI TEK

74

Wp yw modyfikacji anody pokrytej PEDOT: PSS za pomoc moleku samoorganizuj cych si na wydajno organicznych

ogniw s onecznych

J. Rysz1 , M. Josiek1, M.M. Marzec2, J. Raczkowska1, A. Bernasik3, A. Budkowski1

1Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagiello ski, ul. Reymonta 4, 30-059 Kraków 2Akademickie Centrum Materia ów i Nanotechnologii, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza,

al. A. Mickiewicza 3, 30-059 Kraków 3Wydzia Fizyki i Informatyki Stosowanej, AGH Akademia Górniczo - Hutnicza,

al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Architektura heteroz cza, powstaj cego w trakcie wylewania ze wspólnego rozpuszczalnika sk adników mieszaniny, tworz cych warstwy aktywne polimerowych urz dze fotowoltaicznych, decyduje w du ej mierze o ich parametrach, w szczególno ci wydajno ci ogniwa[1]. Badania mieszanin modelowych pokaza y, e struktur warstwy polimerowej powstaj cej w procesie separacji faz mo na kontrolowa poprzez odpowiedni dobór koncentracji sk adników, rodzaju rozpuszczalnika oraz oddzia ywa z pod em, które mo na efektywnie kontrolowa pokrywaj c warstwami moleku samoorganizuj cych si (SAM) pod a metaliczne czy krzemowe[2].

Jak zostanie pokazane, za pomoc moleku SAM mo na modyfikowa równie powierzchni warstw PEDOT:PSS, które s powszechnie stosowane w polimerowych diodach wiec cych czy ogniwach s onecznych na granicy mi dzy warstw aktywn i anod wykonan z tlenku indowo-cynowego. Obecno moleku SAM na powierzchni, na której tworzona jest warstwa aktywna, wp ywa zarówno na oddzia ywania pomi dzy sk adnikami j tworz cymi jak równie na w ciwo ci elektryczne z cza, prowadz c efektywnie do zmiany wydajno ci ogniwa s onecznego.

[1] G. Dennler, M. C. Scharber, C. J. Brabec, Adv. Mater. 21 , 1323 (2009). [2] J. Jaczewska, A. Budkowski, A. Bernasik, I. Raptis, E. Moons, D. Goustouridis, J. Haberko, J. Rysz, Soft Matter 5 , 234 (2009).



75

Zwi zki molekularne jako magazyn wodoru

Z. odziana1

1Instytut Fizyki J drowej, PAN, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

Bezpieczne magazynowanie wodoru w uk adach, których g sto tego pierwiastka przekracza 10% na jednostk masy uk adu jest wyzwaniem technologicznym. Rozwi zanie tego wyzwania wymaga bada podstawowych. Wymagana g sto wodoru mo e by osi gni ta dla obj to ciowo bardzo du ych uk adów spr onego lub skroplonego gazu. Uk ady ma e, nadaj ce si do zastosowa mobilnych, mog by oparte na wodorkach metali (M – Hx) w których atomowy wodór jest „rozpuszczony” w sieci krystalicznej metalu. Wiele takich zwi zków znajduje zastosowanie praktyczne, jednak g sto H2 na jednostk masy w tych uk adach nie przekracza 10%, za wyj tkiem AlH3 zawieraj cego 10,1 wt% wodoru. Obiecuj cym rozwi zaniem s zwi zki molekularne w których wodór zwi zany jest w formie moleku y, np. anionu BH4

-. Teoretyczna zawarto wodoru w borowodorku litu (LiBH4) wynosi 18.5 wt%

Przedstawione zostan badania ukierunkowane na poszukiwanie borowodorku metali lekkich maj ce na celu znalezienie materia u optymalnego ze wzgl du na w asno ci magazynowania wodoru: zawarto ci H2, stabilno ci termodynamicznej oraz odwracalno ci. Szczegó owo przedstawione b badania teoretyczne, które w przypadku materia ów zawieraj cych lekkie pierwiastki s nieodzownym sk adnikiem poprawnej interpretacji eksperymentalnej. Dotyczy to technik spektroskopii wibracyjnej [1], rezonansu magnetycznego [2] oraz wyznaczania struktury krystalicznej [3].

[1] R. Gremaud, Z. odziana, et al, , Phys. Rev. B, 80, 100301(R) (2009). [2] Z. odziana, P. B ski, Y. Yan, D. Rentsch, and A. Remhof, J. Phys. Chem. C, 118, 6594 (2014). [3] Z. odziana, P. B ski, Int. J. Hyd. Ener 39, 9842 (2014).



76

Pozyskiwanie energii z ma ych drga mechanicznych w nieliniowych, piezoelektrycznych uk adach mechanicznych

K. Kucab1, W. Pa ko2, K. Majchrowski2, G. Górski1

1Katedra Biofizyki, Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Rzeszowski ul. Pigonia 1, 35-310 Rzeszów

2Katedra Fizyki Teoretycznej, Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Rzeszowski ul. Pigonia 1, 35-310 Rzeszów

Badamy odpowied energetyczn uk adu mechanicznego z onego z dwóch „wahade ” o w asno ciach piezoelektrycznych, które s po czone obwodem elektrycznym [1,2]. Urz dzenie poddane jest drganiom harmonicznym (uwzgl dniaj cym fluktuacje stochastyczne), dzi ki którym mo e ono generowa energi elektryczn . Badania dotycz wp ywu asymetrii nieliniowego potencja u, w którym poruszaj si wahad a, w ciwo ci kryszta ów piezoelektrycznych, a tak e wp ywu drga stochastycznych, którym poddane jest badane urz dzenie, na efektywn moc otrzymywan przez mechanizm.

Prezentujemy wyniki przedstawiaj ce zale no mocy efektywnej oraz mocy ca kowitej od cz stotliwo ci drga , a tak e od parametrów charakteryzuj cych geometri urz dzenia i od amplitudy drga stochastycznych.

[1] G. Litak, M.I. Friswell, C.A. Kitio Kwuimy, S. Adhikari, and M. Borowiec, Theoretical & Applied Mechanic Letters 2, 043009 (2012). [2] K. Kucab, W. Pa ko, K. Majchrowski, G. Górski, International Journal of Structural Stability and Dynamics (2014) – praca przyj ta do druku



77

Immanentne mankamenty klastrowego opisu kryszta ów molekularnych

P. Petelenz1, B. Pac1

1 Zak ad Chemii Teoretycznej im. K. Gumi skiego, Wydzia Chemii,Uniwersytet Jagiello ski, ul. Ingardena 3, 30-060 Kraków

Szeroka dost pno skonsolidowanych pakietów oprogramowania kwantowochemicznego prowadzi coraz cz ciej do prób stosowania go w obszarach wykraczaj cych poza jego mo liwo ci predykcyjne. Ma to miejsce np. w odniesieniu do opisu wzbudze elektronowych w organicznych kryszta ach molekularnych. Abstrahuj c od nieuzasadnionych wniosków opartych na przybli eniu adiabatycznym (niestosowalnym z powodu quasidegeneracji), post powanie takie prowadzi do artefaktów wynikaj cych z nieadekwatnych do sytuacji warunków brzegowych. Kryszta jest bowiem zwykle traktowany jako klaster o sko czonych (niewielkich) rozmiarach, co prowadzi do: 1o ograniczenia zasi gu uwzgl dnianych oddzia ywa , 2o niepoprawnej symetrii lokalnej. Przy optymalnym doborze modelowego klastra pierwsze z tych uproszcze jest zazwyczaj jako ciowo wystarczaj ce, powoduj c b dy dopiero na poziomie pó ilo ciowym [1,2]. Drugi mankament skutkuje jednak np. przewidywaniem niezerowego momentu dipolowego dla kryszta ów centrosymetrycznych, co manifestuje si szczególnie wyra nie w odniesieniu do stanów wywodz cych si z konfiguracji elektronowych typu pseudojonowego (charge-transfer, CT) [3], prowadz c do powa nych nieporozumie interpretacyjnych [4]. W ostatnim czasie nabra y one du ego znaczenia w kontek cie bada procesów rozszczepienia ekscytonu singletowego na trypletowe, gdzie domieszka stanów z przeniesieniem adunku gra zapewne rol kluczow [5,6]. Oszacowanie tej domieszki na drodze obliczeniowej jest wi c problemem wa nym i aktualnym; próba taka, oparta na modelu klastrowym, zosta a w literaturze podj ta [3].

Zwi zek momentu dipolowego indukowanego przez z amanie lokalnej symetrii (cho by nawet niefizyczne, wynikaj ce z u omnej geometrii za onego w obliczeniach klastra) z wielko ci wk adu stanów z przeniesieniem adunku do funkcji falowej sugeruj te przes anki intuicyjne. W prezentacji zostanie pokazany test tego domniemania, zilustrowany na bardzo prostym modelu fizycznym [4]. Dowodzi on, e indukowany w danym stanie elektronowym moment dipolowy nie jest prost funkcj domieszki konfiguracji typu charge-transfer. Wprawdzie na poziomie jako ciowym dla pojawienia si go domieszka taka jest praktycznie konieczna, jednak e jego konkretna warto mo e by zgodna z bardzo ró zawarto ci stanów pseudojonowych, co przekre la jego warto jako odno nego deskryptora, negatywnie rzutuj c na przydatno modeli klastrowych w tym kontek cie. [1] J. Cornil, J.-P. Calbert, D. Beljonne, R. Silbey, J.-L. Brédas, Adv. Mater. 12, 978 (2000). [2] P.Petelenz, M.Andrzejak, Chem.Phys.Lett. 343 139, (2001). [3] P. M. Zimmerman, F. Bell, D. Casanova, M. Head-Gordon, J. Am. Chem. Soc. 133, 19944 (2011). [4] P.Petelenz, B. Pac, J. Am. Chem. Soc. 135, 17379 (2013). [5] T. C. Berkelbach, M. S. Hybertsen, D. R. Reichman, J. Chem. Phys. 138, 114102, 114103 (2013). [6] D. Beljonne, H. Yamagata, J. L. Brédas, F. C. Spano, Y. Olivier, Phys. Rev. Lett. 110,

226402 (2013).



78

Przetwórstwo i wybrane w ciwo ci nanokompozytów poliamid-6/montmorylonit

T.M. Majka1 , K. Pielichowski1, A. Leszczy ska1

1Katedra Chemii i Technologii Polimerów, Wydzia In ynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

ciwo ci nanokompozytów polimerów termoplastycznych zale od mieszalno ci lub

kompatybilno ci osnowy i nanonape niacza, zwi zanych z budow chemiczn komponentów, a tak e od warunków przetwarzania, które s jednym z najwa niejszych czynników wp ywaj cych na struktur nanomateria u. Aby w pe ni wykorzysta w asno ci nanokompozytów polimerowych bardzo istotne jest odpowiednie dobranie warunków przetwórstwa. W procesie przetwórstwa nanokompozytów opartych o poliamid metod interkalacji w stanie stopionym w wyt aczarce mo na wyró ni nast puj ce podstawowe etapy: przygotowanie surowców, sporz dzenie przedmieszki, dozowanie przedmieszki do strefy zasypu, uplastycznienie matrycy poliamidowej, homogenizacja dodatku, transport stopu, ch odzenie ki na urz dzeniach odbiorczych z zachodz krystalizacj poliamidu [1-4]. Zmiana cho by jednego parametru przetwórstwa mo e istotnie wp yn na jako wytwarzanego materia u polimerowego. W pierwszej cz ci prezentacji przedyskutowano podstawowe aspekty przetwórstwa nanomateria ów polimerowych z uwzgl dnieniem dost pnych technik otrzymywania nanokompozytów poliamid-6/montmorylonit, okre lono najwa niejsze kryteria doboru warunków procesu otrzymywania nanokompozytów poliamidowych oraz przedstawiono najcz ciej spotykane problemy technologiczne podczas przetwórstwa wysokotemperaturowego metod wyt aczania, wtryskiwania oraz prasowania nanomateria ów polimerowych [5-6].

W oparciu o wyniki uzyskane w eksperymentach przetwórczych przedstawiono wp yw wybranych parametrów przetwórstwa na w ciwo ci mechaniczne i termiczne nanokompozytów poliamid-6/montmorylonit. Badania pokazuj istotn rol wprowadzonego nanododatku i warunków obróbki materia u w kszta towaniu si struktury i morfologii fazy krystalicznej poliamidu, której modyfikacja wp ywa na uzyskiwan charakterystyk fizykochemiczn materia u.

[1] T.M. Majka, A. Leszczy ska, K. Pielichowski, Technical Transactions 1-Ch, (2013). [2] T.M. Majka, K. Pielichowski, A. Leszczy ska, M. Starakiewicz, Technical Transations, 109, 103–113 (2012). [3] T.M. Majka, A. Leszczy ska, K. Pielichowski, 5th International Seminar including COST MP1105 Workshop; Wydawnictwo Naukowo-Techniczne Teza, Kraków, (2013). [4] A. Leszczy ska, K. Pielichowski, T.M. Majka, 4th International Seminar including COST MP0701 Workshop; Wydawnictwo Naukowo-Techniczne Teza, Kraków, (2010). [5] K. Pielichowski, T.M. Majka, A. Leszczy ska, M. Giacomelli, Structural Nanocomposites; Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, (2013). [6] K. Pielichowski, A. Leszczy ska, T.M. Majka, Nanocz stki i nanomateria y; Zarz d

ówny Polskiego Towarzystwa Toksykologicznego, (2013).



79

Wp yw pokrycia na rozchodzenie si fal i rezonansów powierzchniowych w izotropowym o rodku spr ystym

o geometrii cylindrycznej

P. Sobieszczyk1 , P. Zieli ski1,2

1 Instytut Fizyki J drowej im. H. Niewodnicza skiego, PAN, Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

2 Instytut Fizyki, Politechnika Krakowska, Podchor ych 1, 30-084 Kraków

Z zagadnieniem fal powierzchniowych mamy do czynienia w bardzo szerokiej skali przestrzennej, mi dzy innymi w badaniu nano-porów i materia ów porowatych [1], w defektoskopii ultrad wi kowej wykorzystywanej z powodzeniem w in ynierii materia owej [2]. Dok adnie poznanie propagacji fal powierzchniowych w uk adzie o geometrii cylindrycznej mo e mie ogromne znaczenie w hemodynamice oraz w organizmach ywych, gdzie pokarm jest transportowany przez narz dy o podobnej geometrii [3]. W sejsmologii u ywa si tak e metody badawczej zwanej „seismic logging” [4], polegaj cej na badaniu poszczególnych warstw skorupy ziemskiej w cylindrycznym wydr eniu poprzez pomiar pr dko ci fali powierzchniowej jako funkcji g boko ci. Wy enie o rodka cienk warstwa o odmiennych parametrach w stosunku do pod a znacz co zmienia dynamik powierzchni [5].

Pokrycie o rodka izotropowego cienk warstw spe niaj cej warunki Kirchhoffa-Love prowadzi do powstawania nowych wzbudze w dodatku do typowych fal Rayleigha charakterystycznych dla powierzchni niepokrytej. W ród nowych wzbudze s zarówno fale sekularne, tj. o niesko czonym czasie ycia, jak i rezonanse powierzchniowe, tj. fale „ciekn ce” [6]. Przej cie do geometrii cylindrycznej wprowadza istotne modyfikacje do dyspersji tych wzbudze . Zostanie pokazane, które z fal i rezonansów powierzchniowych propaguj si w najbardziej efektywny sposób w zale no ci od parametrów pokrycia uwzgl dniaj c ujemny wspó czynnik Poisson’a charakterystyczny dla materia ów auksetycznych, a tak e omówiony zostanie wp yw promienia cylindra na zmian warto ci wektorów odci cia.

[1] M. Massalska-Arodz, V. Yu. Gorbachev, J. Krawczyk, L. Hartmann and F. Kremer, J. Phys.: Condens. Matter 14, 8435-8443 (2002) [2] J.N. Barshinger, J.L. Rose JL, EEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq. Control. 51, 1547 (2004). [3] K. Jagielska, D. Trzupek, M. Lepers, A. Pelc, and P. Zielinski, Phys. Rev. E 76, 066304 (2007). [4] “Fundamentals of Borehole Seismic Technology”, A.M. Pereira, M. Jones Eds, Schlumberger, Sugar Land, (2010). [5] A. Haskell, Bulletin of the Seismological Society of America January 1953 43:17-34 [6] P. Sobieszczyk, M. Ga zka, D. Trzupek, P. Zieli ski, 124 1020 (2013)



80

Detekcja czasu trwania ultrakrótkich sygna ów d wi kowych na podstawie ich w asno ci spektralnych. Prawo Webera-

Fechnera

M. Majka1, P. Sobieszczyk1, R. G barowski2, P. Zieli ski1,2

1Instytut Fizyki J drowej im. Henryka Niewodnicza skiego Polskiej Akademii Nauk, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

2Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki Matematyki i Informatyki Politechniki Krakowskiej, ul. Podchor ych 1, 30-084 Kraków

Pakiety falowe u ywane w femtochemii [1] zawieraj zazwyczaj dostateczn liczb okresów drga tak, e mo liwy jest pomiar ich cz stotliwo ci z zadowalaj dok adno ci . Problem staje si trudniejszy, gdy mamy do czynienia z impulsami porównywalnymi lub krótszymi ni pe ny okres drga . Nazwiemy je tutaj ultrakrótkimi. W dziedzinie fal elektromagnetycznych sygna y takie zosta y ostatnio wytworzone przy u yciu fotoprzewodników po odpowiednim na wietleniu wiat em laserowym [2]. W obecnym komunikacie przedstawimy mechanizm pozwalaj cy rozró nia , a nawet mierzy pewne parametry takich impulsów, przy wykorzystaniu analogii z percepcj d wi ku przez narz d

uchu.

Za pomoc prostego testu zostanie zademonstrowane, e dostatecznie krótkim sygna om o gaussowskim kszta cie ci nienia akustycznego s uch ludzki przypisuje efektywn wysoko d wi ku, tj. pewn dominuj cz stotliwo . W ciwo ta pozwala rozró nia bardzo krótkie czasy trwania takich impulsów zgodnie z prawem Webera-Fechnera [3]. Dotychczas przeprowadzone pomiary wskazuj , e efektywna wysoko d wi ku sygna ów gaussowskich jest zwi zana z czasem ich trwania zale no ci pot gow , przy czym wyk adnik jest tu osobniczo zmienny. W oparciu o Helmoholtza model percepcji wysoko ci

wi ku przez b on podstawn limaka [4] przedstawimy projekt detektora ultrakrótkich impulsów. Detektor z ony jest z szeregu oscylatorów harmonicznych o odpowiednio dobranych parametrach. Cz stotliwo odpowiadaj ca maksymalnej reakcji takiego detektora na sygna y gaussowskie wykazuje równie pot gow zale no od szeroko ci funkcji Gaussa. Dla praktycznej realizacji projektu konieczny jest mechanizm umo liwiaj cy precyzyjne okre lenie po enia maksimów szerokich rozk adów w dziedzinie cz stotliwo ci. W narz dzie s uchu funkcj t spe niaj komórki rz sate, cho znane s te dzia aj ce w ten sposób nieliniowe uk ady czysto mechaniczne dzia aj ce na zasadzie bifurkacji Hopfa [5].

[1] S. Hellmann, M. Beye, C. Sohrt, T. Rohwer, F. Sorgenfrei, H. Redlin, M. Kalläne, M. Marczynski-Bühlow, F. Hennies, M. Bauer, A. Föhlisch, L. Kipp, W. Wurth and K. Rossnagel, Phys. Rev. Lett. 105, 187401 (2010). [2] H.-C. Wu and J. Meyer-ter-Vehn, Nature Photonics 6, 304–307 (2012). [3] M. Majka, P. Sobieszczyk, R. G barowski and P. Zieli ski, arXiv:1404.6464 [physics.class-ph] [4] H. Helmholtz, On the sensations of tone. Dover Publications, New York, (1954). [5] V. Martinez-Eguíluz, M. Ospeck, Y. Choe, A. J. Hudspeth and M. O. Magnasco., Phys. Rev. Lett. 84 5232 (2000).



81

Streszczenia

Plakaty

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 PLAKAT 01

82

Wp yw s abego zewn trznego pola magnetycznego na procesy fotoelektryczne w barwnikowych ogniwach s onecznych

M. Klein1,2, W. Stampor1

1Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Politechnika Gda ska ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

2 rodek Techniki Plazmowej i Laserowej, Instytut Maszyn Przep ywowych PAN ul. Fiszera 14, 80-231 Gda sk

Proces transferu elektronu w barwnikowych ogniwach s onecznych (Dye-Sensitized Solar Cells, DSSC) opiera si na szeregu reakcji chemicznych i zjawisk fizycznych, zachodz cych na styku poszczególnych elementów ogniwa pó przewodnik tlenkowy/barwnik/elektrolit /katalizator. Sta e szybko ci tych procesów oraz w ciwo ci wykorzystanych materia ów maj wp yw na ostateczne parametry ogniwa. Szybki proces transferu elektronu ze wzbudzonego stanu MLCT (metal-to-ligand charge transfer) do pasma przewodnictwa TiO2 mo e nast pi zarówno ze wzbudzonego stanu singletowego 1MLCT, jak i ze wzbudzonego stanu trypletowego 3MLCT. Zwi zane jest to z obecno ci jonu metalu ci kiego w molekule barwnika powoduj cego wydajny proces przej cia mi dzysystemowego (~10-12 s) [1]. W efekcie nast puje dysocjacja stanów MLCT na granicy barwnik:pó przewodnik i powstaj singletowe 1(e-h) oraz trypletowe 3(e-h) pary elektron dziura, gdzie elektron znajduje si w pasmie przewodnictwa TiO2, a dziur stanowi utleniona moleku a barwnika.

abe zewn trzne pole magnetyczne rz du dziesi tek mT mo e oddzia ywa z powsta ymi parami (e-h) i w ten sposób wp ywa na generowany w ogniwie fotopr d, tak jak to mia o miejsce w chinolinowym kompleksie aluminium (Alq3) [2], b w heteroz czowym ogniwie obj to ciowym P3HT:PCBM [3]. W pracy przedstawione zostan wyniki przeprowadzone w zewn trznym polu magnetycznym o indukcji do 40 mT dla ogniw z dwoma ró nymi barwnikami: powszechnie stosowanym kompleksem rutenu 535-bis TBA (N719) oraz dwurdzeniowym kompleksem rutenu (B1) charakteryzuj cym si d szym czasem ycia oraz bardziej zdelokalizowanymi orbitalami elektronowymi [4] (Rys. 1).

Rys. 1. Struktura barwnika B1 (po lewej) oraz barwnika N719 (po prawej) Praca naukowa finansowana w ramach projektów: „Diamentowy Grant” 0228/DIA/2013/42 oraz NCN DEC-2011/03/B/ST7/01888.

[1] S.E. Koops, P.R.F. Barnes, B.C. O’Regan, J.R. Durrant, J. Phys. Chem. C 114, 8054 (2010). [2] J. Kalinowski, J. Szmytkowski, W. Stampor, Chem. Phys. Lett. 78, 380 (2003). [3] P. Shakya, P. Desai, T. Kreouzis, W.P. Gillin, S.M. Tuladhar, A.M. Ballantyne, J. Nelson, J. Phys.: Condens. Matter 20, 452203 (2008). [4] M. Zalas, B. Gierczyk, M. Klein, K. Siuzdak, T. Pedzinski, T. Luczak, Polyhedron 67, 381 (2014). 1 Autor do korespondencji: [email protected]


83

Fotoprzewodnictwo powierzchniowe w warstwach TIPS-Pentacenu

M. Obarowska1, J. Godlewski1, M. Ciemoszewski1

1Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki

Stosowanej, Politechnika Gda ska ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

Ogromny post p w dziedzinie urz dze elektronicznych wi e si ze zrozumieniem i rozwojem nowej klasy materia ów, znanych jako materia y organiczne, w ród których na szczególn uwag zas uguje TIPS-Pentacen [1], rozpuszczalny pó przewodnik organicznym wykazuj cy dobre dzia anie jako materia aktywny min. w organicznym tranzystorze cienkowarstwowym [2]. Ze wzgl du na to, e jest to zwi zek atwo rozpuszczalny w wi kszo ci rozpuszczalników organicznych, podczas produkcji na du skal umo liwia tworzenie struktur elektronicznych dzi ki u yciu stosunkowo niedrogich konwencjonalnych technik nak adania warstw a tak e technologii poligraficznych. Pomimo bogatych danych literaturowych dotycz cych podstawowych w asno ci warstw tworzonych przez TIPS-Pentacen, wci nie jest w pe ni znany mechanizm procesów, bior cych udzia w powstawaniu swobodnych no ników adunku, ich zaniku oraz transporcie. Wyja nienia wymaga równie szybki proces degradacji urz dze zbudowanych z wykorzystaniem warstw TIPS-Pentacenu [3], który stanowi g ówn przeszkod w praktycznym wykorzystaniu tego materia u.

W pracy przedstawione zostan wyniki bada do wiadczalnych fotoprzewodnictwa powierzchniowego w naniesionych z roztworu warstwach TIPS-Pentacenu na pod ach szklanych zaopatrzonych w elektrody grzebieniowe wykonane z tlenku indu i cynku. Szczegó owej analizie zostan poddane uzyskane przy o wietlaniu próbki od strony warstwy oraz pod a, zale no ci fotopr du od d ugo ci fali, zale no ci nat enia fotopr du od napi cia zasilaj cego próbk oraz zale no ci nat enia fotopr du od nat enia o wietlenia próbki. Zmierzone charakterystyki spektralne w przypadku o wietlania próbki wiat em od strony pod a jak i warstwy aktywnej wykazuj brak korelacji z kszta tem widma absorpcji. Taki rezultat wskazuje na brak procesów ekscytonowych w generacji no ników adunku. Ponadto wzrost fotopr du w warunkach o wietlania próbki promieniowaniem o energiach kwantu wy szych ni przerwa energetyczna, wiadczy o wyst powaniu generacji obj to ciowej no ników adunku w warstwach TIPS-Pentacenu. Uzyskane wyniki zale no ci nat enia fotopr du od d ugo ci fali pozwoli y wyznaczy szeroko przerwy energetycznej dla warstwy TIPS-Pentacenu. Zbli one wyniki bada , uzyskane w warunkach o wietlania próbki od strony pod a i warstwy TIPS-Pentacenu, wiadcz o jednorodno ci otrzymanej warstwy, w której proces fotogeneracji obj to ciowej odpowiada za powstawanie swobodnych no ników adunku niezale nie od kierunku o wietlania próbki.

[1] J.E. Anthony, J.S. Brooks, D.L. Eaton, S.R. Parkin, J. Am. Chem. Soc. 123, 9482 (2001). [2] S.K. Park, T.N. Jackson, J.N. Anthony, D.A. Mourey, Appl. Phys. Lett. 91, 063514 (2007). [3] M. Obarowska, L. Chen, D. Smith, M. Lada, M. Carrasco-Orozco, M. J. Starink, Mat. Konf.: 5th International Meeting on Molecular Electronics, Grenoble, France 2010.



84

Magnetomodulowana fotoluminescencja i magnetofotopr dy w uk adzie dendrymer aminowy : batokuproina

D. Pelczarski1 , P. Grygiel1, M. Mi nik1, 2, W. Stampor1

1Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gda ska, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

2Instytut Tele- i Radiotechniczny, ul Ratuszowa 11, 03-450 Warszawa

Metod pró niowego naparowania wytworzono dwusk adnikowe warstwy MTDATA : BCP (1:1), gdzie dendrymer aminowy (MTDATA) spe nia rol donora elektronu (D),

a batokuproina (BCP) wykazuje cechy akceptora elektronu (A). W uk adzie takim, stosowanym, jako emiter w organicznych diodach elektroluminescencyjnych [1], stany wzbudzenia elektronowego maj charakter ekscypleksów (D-A)*. Pomiary fotoluminescencji i fotopr dów przeprowadzono w zewn trznym polu magnetycznym na komórkach sandwiczowych kwarc/Al/ MTDATA:BCP /Al. Fotoluminescencja i fotopr dy rosn wraz z polem magnetycznym a efekt magnetyczny osi ga nasycenie ju w s abym polu magnetycznym (rys. 1). Dzieje si tak, poniewa zewn trzne pole magnetyczne o indukcji B rz du kilku mT moduluje oddzia ywania nadsubtelne elektronów i dziur z otoczeniem protonowym i zmniejsza w ten sposób

prawdopodobie stwo przej cia mi dzysystemowego 1(e-h) <-> 3(e-h) [2]. Warto efektu magnetycznego maleje wraz ze zwi kszaniem sta ego pola elektrycznego, co zinterpretowano skróceniem czasu ycia par 1(e-h) spowodowanym wzrostem sta ej szybko ci dysocjacji.

Rys. 1. Wzgl dna zmiana nat enia fotoluminescencji (a) i fotopr du (b) w funkcji indukcji zewn trznego pola magnetycznego przy wzbudzaniu wiat em wzb = 313 nm dla warstwy mieszanej MTDATA : BCP


[1] J. Kalinowski, M. Cocchi, D. Virgili, Chem. Phys. Lett. 441, 286 (2007). [2] S. Nagakura, H. Hayashi, T. Azumi, Dynamic spin chemistry, Wiley, Tokyo (2005).



85

Fotowoltaiczne w asno ci uk adów z heteroz czem ftalocyjanina/pó przewodnik II-VI

J. Szostak1, G. Jarosz1, R. Signerski1 ,

1Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gda ska ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

Uk ady hybrydowe z heteroz czem ftalocyjanina/pó przewodnik II-IV s ch tnie badane m.in. ze wzgl du na ich w asno ci fotowoltaiczne wynikaj ce z korzystnych cech obydwu rodzajów pó przewodników. Przyk adowo, w odniesieniu do ftalocyjanin (Pc) wymieni mo na siln absorbcj wiat a w zakresie widzialnym i mo liwo wytworzenia cienkich warstw o dobrej jako ci, a w przypadku zwi zków pó przewodnikowych II-IV siln absorpcj wiat a w zakresie prostych przej pasmo – pasmo i wzgl dnie du ruchliwo no ników adunku. Nasze zainteresowanie skierowane jest na badania struktur bazuj cych na pó przewodnikach II-VI takich jak CdS i CdSe oraz na ftalocyjaninie tytanylu (TiOPc). Dotychczas badane by y uk ady z planarnym heteroz czem CdS/ftalocyjanina wykorzystuj ce takie ftalocyjaniny jak MgPc, ClAlPc, ClInPc, ZnPc, CuPc, H2Pc, VOPc, PbPc i MnPc [1-3] oraz uk ad z heteroz czem CdSe/CuPc z warstw nanocz stek CdSe [4]. Wybrana przez nas do bada ftalocyjanina tytanylu by a ju stosowana w strukturach fotowoltaicznych TiOPc/barwnik perylenowy [5] oraz TiOPc/C60 [6,7]. Interesuj cech warstw TiOPc jest ich polimorfizm i mo liwo uzyskania silnej absorpcji wiat a a do 900 nm. W naszej pracy przedstawione zostan wyniki bada struktur zawieraj cych planarne heteroz cze TiOPc/CdS lub TiOPc/CdSe otrzymane metod naparowania pró niowego. Zaprezentujemy charakterystyki pr dowo-napi ciowe, charakterystyki spektralne pr du zwarcia Isc i napi cia obwodu otwartego Uoc oraz zale no obydwu tych parametrów od nat enia wiat a. Celem naszych bada jest identyfikacja procesów fotogeneracji no ników adunku zwi zanych z absorpcj wiat a w poszczególnych warstwach oraz ocena wp ywu po enia poziomów energetycznych materia ów wchodz cych w sk ad obydwu heteroz czy na w asno ci fotowoltaiczne tych uk adów.

Praca finansowana ze rodków Narodowego Centrum Nauki w ramach projektu nr 4990B/T02/2011/40.

[1] A.-M. Hor, R.O. Loutfy, Can. J. Chem. 61, 901 (1983). [2] A.-M. Hor, R.O. Loutfy, C.-K. Hsiao, Appl. Phys. Lett. 42, 165 (1983). [3] O.P. Dimitriev, V.V. Kislyuk, A.F. Syngaevsky, P.S. Smertenko, A.A. Pud, Phys. Stat. Sol. A 206, 2645 (2009). [4] S. K. Saha, A. Guchhait, A. J. Pal, J. Appl. Phys. 112, 044507 (2012). [5] T. Tsuzuki, Y. Shirota, J. Rostalski, D. Meissner, Solar Energy Mat. & Solar Cells 61, 1 (2000). [6] D. Placencia, W. Wang, R.C. Shallcross, K.W. Nebesny, M. Brumbach, M.R. Armstrong, Adv. Funct. Mater. 19, 1 (2009). [7] K. Vasseur, B.P. Rand, D. Cheyns, K. Temst, L. Froyen, P. Heremans, J. Phys. Chem. Lett. 3, 2395 (2012).



86

Wyznaczanie ruchliwo ci no ników adunku metod ma osygna owej susceptancji

P. Budzisz,1 R. Signerski1, G. Jarosz1

1Katedra Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gda ska, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

Ruchliwo no ników adunku ( ) jest podstawowym parametrem charakteryzuj cym transport adunku, a warto tej wielko ci fizycznej jest niezb dna do modelowania i optymalizowania uk adów organicznych. Klasyczn metod pomiaru w materia ach organicznych jest metoda czasu przelotu. Metoda ta z powodzeniem jest stosowana do warstw o grubo ciach mikrometrowych, a warstwy cie sze s poza jej mo liwo ciami pomiarowymi. Do warstw o grubo ciach rz du 100 nm mo na zastosowa metod liniowego wzrostu napi cia dla materia ów o wysokiej przewodno ci lub metod ma osygna owej susceptancji (MS) dla materia ów o niskiej przewodno ci. Metod MS stosuje si do planarnych struktur typu: KO/WO/KZ, gdzie KO jest kontaktem omowym, WO jest warstw organiczn , a KZ jest kontaktem zbieraj cym no niki adunku wstrzykni te do WO przez KO. W zale no ci od doboru elektrod metod MS mo emy bada ruchliwo b dziur

elektronów. Jej istot jest pomiar widm susceptancji (Y’’) i wyznaczanie cz stotliwo ci fmax, dla której Y’’- Cg osi ga pierwsze maksimum, przy czym Cg jest pojemno ci geometryczn warstwy, a .jest pulsacj . Cz stotliwo fmax jest proporcjonalna do napi cia sta ego Vo, a wspó czynnik proporcjonalno ci zale y od zgodnie ze worem fmax=(0,543 /d2)Vo, gdzie d jest grubo ci warstwy [1,2]. Podana relacja jest cz sto stosowana do wyznaczania w rzeczywistych warstwach organicznych mimo, e teoretycznie ma on zastosowanie jedynie do warstw bez pu apek no ników adunku. Obecno pu apek mo e modyfikowa widma ma osygna owej susceptancji. Widma te b uwarunkowane relacj mi dzy koncentracj no ników swobodnych (pf) a koncentracj no ników spu apkowanych (pt). Odwo uj c si do zasady równowagi szczegó owej relacja ta dla wielko ci ma osygna owych przyjmuje posta :

ft

tptt p

i1H

p z 1

tt kT/Eexp

gdzie i jest jednostk urojon , Et jest g boko ci pu apek, H jest ich koncentracj , pt jest

sta szybko ci pu apkowania, jest czynnikiem cz stotliwo ciowym, a t ma sens redniego czasu przebywania no nika w pu apce. Jak wida relacja mi dzy pt i pf jest uwarunkowana czasem t. atwo przewidzie , e dla wysokich pól, tj. gdy fmax>1/ t, wp yw pu apek na wyznaczon warto b dzie do zaniedbania. W ogólnym jednak przypadku nale y rozwa wp yw g boko ci pu apek na wyznaczon warto w ró nych zakresach napi . Analiza tego zagadnienia b dzie przedmiotem naszej prezentacji.

Praca finansowana ze rodków Narodowego Centrum Nauki w ramach projektu nr 4990/B/T02/2011/40. [1] P. W. M. Blom, H. C. F. Martens, J. N. Huiberts, Synth. Met. 121, 1621 (2001). [2] G. Jarosz, R. Signerski, Opto-Electon. Rev. 19, 474 (2011).



87

Nowe azopolimery dla zastosowa w fotonice i optoelektronice

J. Konieczkowska1,2, M. Siwy1, A. Sobolewska3, A. Kozanecka-Szmigiel4 E. Schab-Balcerzak1,2

1Centrum Materia ów Polimerowych i W glowych PAN , ul. M. Curie-Sk odowskiej 34, 41-819 Zabrze

2Instytut Chemii, Uniwersytet ski ul. Szkolna 9, 40-006 Katowice

3Instytut Fizyki i Chemii Teoretycznej, Politechnika Wroc awska Wybrze e Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

4Instytut Fizyki, Politechnika Warszawska ul. Koszykowa 75, 00-662Warszawa

Dynamiczny rozwój optoelektroniki i fotoniki obserwowany w ostatnich latach sta si si nap dow do poszukiwania nowych przetwarzalnych, fotoaktywnych materia ów organicznych w miejsce do tej pory stosowanych zwi zków nieorganicznych. Obiecuj grup materia ów s poliimidy fotochromowe, zawierajace w swojej strukturze pochodne azobenzenu [1,2]. Mo liwo zastosowania azopolimerów w wszelkiego rodzaju urz dzeniach optycznych wynika, z pojawienia si w materiale fotoindukowanej anizotropii optycznej (POA) w wyniku na wietlania polimeru wiat em spolaryzowanym [3].

W pracy przedstawiono nowe poliestroimidy zawieraj ce kowalencyjnie przy czone pochodne azobenzenu, z podstawnikiem metylowym, hydroksylowym, atomem fluoru lub atomem wodoru. Przeprowadzono badania wybranych w ciwo ci fizycznych takich jak rozpuszczalno ci, budowy nadcz steczkowej (X-ray), w ciwo ci termicznych oraz absorpcyjnych w zakresie UV-vis. Analizowano wp yw rodzaju podstawnika w chromoforze na okre lone w ciwo ci, a tak e na mo liwo indukowania w otrzymanych polimerach POA, poprzez holograficzny zapis siatek dyfrakcyjnych. Tworzenie siatek reliefowych (SRG) potwierdzono przy pomocy mikroskopu si atomowych (AFM).

Rys. 1. Budowa chemiczna poliestroimidów.

[1] S.K. Yesodha, C.K.S. Pillai, N. Tsutsumi, Prog. Polym. Sci. 29 (2004) 45. [2] E. Schab-Balcerzak, M. Siwy, M. Kawalec, A. Sobolewska, A. Chamera, A. Miniewicz, J. Phys. Chem. A 113 (2009) 8765. [3] A. Natansohn, P. Rochon. Chem. Rev. 102 (2002) 4139.



88

Wydajno kwantowa fotogeneracji no ników adunku w ogniwach fotowoltaicznych na bazie P3HT:PCBM

A. Stefaniuk1, J. Jung, J. Ula ski

Katedra Fizyki Molekularnej, Wydzia Chemiczny, Politechnika ódzka ul. eromskiego 116, 90-924 ód

Najprostsze ogniwo fotowoltaiczne zawiera podwójn warstw pó przewodników typu n i p umieszczon pomi dzy dwiema elektrodami: katod i anod . Poniewa w pó przewodnikach organicznych zasi g dyfuzji ekscytonów jest bardzo krótki, w organicznych ogniwach fotowoltaicznych stosuje si tzw. obj to ciowe z cza p-n charakteryzuj ce si bardzo du powierzchni mi dzyfazow . Warstwy te otrzymuje z mieszaniny pó przewodników o przewodnictwie elektronowym i dziurowym, które powinny tworzy dwie przenikaj ce si wzajemnie i ci e fazy [1]. Materia y stosowane jako pó przewodniki organiczne musz charakteryzowa si dobrym transportem no ników adunku oraz wysok wydajno ci kwantow fotogeneracji dziur i elektronów. Istotn rol odgrywa równie takie dopasowanie prac wyj cia materia u, z których wykonane s elektrody oraz poziomów HOMO i LUMO warstwy aktywnej, aby anoda mog a atwo odbiera dziury, a katoda elektrony [2].

W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki bada wydajno ci fotogeneracji no ników adunku w pó przewodnikach typu p (poli(3-heksylotiofenie) - P3HT) oraz typu n (fulerenie

C60 modyfikowanym estrem kwasu mas owego - PCBM), a tak e dla mieszanin tych zwi zków, stosowanych do budowy ogniw fotowoltaicznych [3]. Dokonano analizy porównawczej pomi dzy kwantow wydajno ci fotogeneracji no ników adunku zmierzon metod kserograficzn , a wewn trzn wydajno ci kwantow wytworzonych ogniw fotowoltaicznych wyznaczon na podstawie charakterystyk pr dowo-napi ciowych. Zaobserwowano istotny wp yw wbudowanego pola elektrycznego w obszarze z cza p-n na wewn trzn wydajno fotogeneracji no ników adunku. Stwierdzono, e wydajno ta osi ga warto porównywaln z kwantow wydajno ci fotogeneracji w PCBM wyznaczon dla pola elektrycznego rz du 108 V/m. Porównanie wyników pomiarów wydajno ci fotogeneracji uzyskanych metod kserograficzn (w której próbki nie maj górnej elektrody) z wynikami pomiarów charakterystyk I-V w ogniwach fotowoltaicznych (zawieraj cych obie elektrody), pozwoli o na okre lenie wp ywu elektrod na parametry pracy ogniw wytworzonych na bazie P3HT/PCBM.

Podzi kowania: Praca cz ciowo finansowana przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy szego w ramach programu „Diamentowy Grant” nr DI2012 022342.

[1] J. Nelson, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 6, 87–95 (2002). [2] X. Yang, A. Uddin, Renew. Sust. Energ. Rev. 30, 324–336 (2014). [3] M. Girtan, Org. Electron. 14 (1), 200-205 (2013).



89

Hybrydowe ogniwa fotowoltaiczne na bazie kropka kwantowa - chromofor

D. Wróbel1, B. Bursa1 1Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska,

ul. Nieszawska 13a, 60-965 Pozna

Potrzeba post pu naukowo-ekonomicznego w dziedzinie fotowoltaicznych róde energii jest ogromna. Istnieje przepa pomi dzy obecnymi mo liwo ciami technologii pó przewodnikowych ogniw fotowoltaicznych a ogniwami organicznymi. Dzi ki mo liwo ci obni enia kosztów wytworzenia ogniwa DSSC (dye sensitized sollar cell) o niemal 90% w porównaniu z ogniwem pó przewodnikowym istnieje du y potencja aplikacyjny. Hybrydowe ogniwa s oneczne b ce po czeniem materia ów organicznych i nieorganicznych s w ostatnim czasie przedmiotem intensywnych bada w wielu o rodkach naukowych na wiecie. Szybki post p w zakresie ich wydajno ci, ywotno ci oraz technologii wytwarzania sprawi, e staj si obiecuj alternatyw w produkcji energii elektrycznej.

Prezentowane wyniki bada dotycz trzech hybrydowych ogniw fotowoltaicznych z CdTe/ZnS-N719, CdTe/ZnS-ZnPc, CdTe/ZnS-CuPc. W ramach przeprowadzonych bada okre lono wp yw kropek kwantowych na w ciwo ci elektronowo-oscylacyjne badanych chromoforów oraz wydajno generowanego fotopr du.

Rys. 1. Struktura molekularna badanych chromoforów. Badania wykonano w ramach projektu 06/62/DSPB/0214 [1] J.B. Sambur, T. Novel and B.A. Parkinson, Science, 2010, 330, 63-66 [2] R. Vogel, P. Hoyer and H. Weller, J. Phys. Chem., 1994, 98, 3183-3188 [3]N.B. McKeown, Pthalocyanine Materials, Synthesis, Structure and Function, Cambrige University Press, Cambridge, 1998

1 Autor do korespondencji: danuta.wró[email protected]


90

Dwuwymiarowa analiza termooptyczna

S. Bartkiewicz1, A. Sobstyl, M. Kochanowski

Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska Wybrze e Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

Technika analizy termooptycznej (TOA) jest powszechnie wykorzystywana do charakteryzacji przemian fazowych w materia ach ciek okrystalicznych. W klasycznym rozwi zaniu, w uk adzie pomiarowym rejestruje si sygna z detektora umieszczonego w okularze mikroskopu polaryzacyjnego. Wyj ciowy plik zawiera informacje o zmianie intensywno ci wiat a przechodz cego przez badany materia . Opracowana w naszym zespole metoda dwuwymiarowej analizy tremooptycznej (2DTOA) polega na przestrzennej analizie obrazów mikroskopowych. Dzi ki skryptom programu ImageJ2x mo liwe jest zbadanie kilkunastu parametrów opisuj cych cechy obrazu, takie jak: rednia warto intensywno ci, odchylenie standardowe, najcz ciej wyst puj ca warto lub suma jasno ci, po enie punktu rodka masy, mediana, kurioza, sko no i inne. Dodatkowo, analiza mo e obejmowa przekszta cenia dla ka dego z barwnych kana ów zdj cia. W prezentacji pokazujemy, ze zastosowane rozwi zanie pozwala na zwi kszenie czu ci metody, co ma istotne znaczenie przy analizie przej fazowych pomi dzy ró nymi fazami smektycznymi ciek ych kryszta ów.

Badania zrealizowano w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki 2011/03/B/ST5/01021



91

Nanostruktury tlenku cynku do zastosowania w fotowoltaice

E. Robak1,2, M. Kotkowiak1, B. Bursa1, K. K dzierski1, A. Dudkowiak1

1Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska ul. Nieszawska 13a, 60-965 Pozna

2Centrum NanoBioMedyczne, Uniwerystet Adama Mickiewicza ul. Umultowska 8, 61-614 Pozna

Nanomateria y, ze wzgl du na ich specyficzne w ciwo ci pozwalaj ce na znacz popraw w ciwo ci elektrycznych, optycznych, jaki i mechanicznych, wzbudzaj ogromne zainteresowanie w wiecie nauki. Jednowymiarowe (1D) nanostruktury pó przewodnikowe, takie jak nanodruty, nanopr ty, nanorurki znajduj zastosowanie nie tylko w elektronice, czy optoelektronice, ale równie stanowi jedne z najcz ciej badanych nanomateria ów nadaj cych si w zastosowaniach fotowoltaicznych [1]. Obecnie konstrukcja organicznych (barwnikowych) ogniw s onecznych (DSSC dye-sensitized solar cell) opiera si g ownie na zastosowaniu ditlenku tytanu (TiO2). Bior c pod uwag inne materia y pó przewodnikowe o szerokiej przerwie energetycznej, które mog stanowi alternatyw dla TiO2, nale y wyró ni tlenek cynku (ZnO). Tlenek cynku jest pó przewodnikiem o przerwie energetycznej wynosz cej 3,37 eV i krystalizuje g ównie w dwóch formach, wurcytu oraz blendy cynkowej [2]. Zalet tlenku cynku w zastosowaniach fotowoltaicznych w stosunku do ditlenku tytanu jest zwi kszona mobilno elektronów w ZnO, przez co mog one by efektywniej zbierane przez elektrod [3,4]. Ponadto ró norodno uzyskanych struktur przy mo liwo ci zastosowania relatywnie nieskomplikowanych i tanich metod syntezy oraz atwe domieszkowanie otrzymanych nanostruktur powoduj , e nanostruktury tlenku cynku przyci gaj coraz wi ksze zainteresowanie, jako materia y do wykorzystania w fotowoltaice.

W niniejszej pracy przeprowadzona zosta a synteza nanostruktur ZnO. Nast pnie zosta o stworzone barwnikowe ogniwo s oneczne, gdzie rol warstwy transportuj cej elektrony przej y nanostruktury ZnO. Dla stworzonych ogniw wyznaczono charakterystyki pr dowo-napi ciowe (I-V), wspó czynnik wype nienia (fill factor – FF) oraz obliczono ich sprawno .

Podzi kowania: Badania wykonano w ramach projektu 06/62/DSMK/0192. Ten projekt zosta wspó finansowany przez Uni Europejsk w ramach Programu Kapita Ludzki.

[1] Y. Xia, P. Yang, Y. Sun et al., Adv. Mater. 15 353 (2003). [2] Ozgur, U., Alivov, Y. I., Liu,C., Teke, A., Reshchikov, M. A., Dogan, S., Avrutin, V., Cho, S. J., Morkoc, H. A, J. Appl. Phys. 98 041301 (2005). [3] Look, D. C., Reynolds, D. C., Sizelove, J. R., Jones, R. L., Litton, C. W., Cantwell, G., Harsch, W. C.Solid State Commun. 105 399 (1998). [4] Forro, L., Chauvet, O., Emin, D., Zuppiroli, L., Berger, H., Levy, F.J. Appl. Phys. 75 633 (1994).



92

Barwnik BBOT do zastosowa w ogniwach s onecznych i diodach

G. Lewi ska1, A. Puszy ski1, J. Sanetra1

1Instytut Fizyki, Politechnika Krakowska ul Podchor ych 1, 30-035 Kraków

Ogniwa organiczne i diody wiec ce ze wzgl du na rosn cy popyt i swe zalety s interesuj cym tematem badawczym. Trzecia generacja tych ogniw to ogniwa s oneczne uczulane barwnikiem (lub ogniwa barwnikowe, ang. dye-sensitized solar cell, okre lane skrótem: DSSC, DSC lub DYSC)[1]

Prezentujemy ogniwa s oneczne i diody wiec ce zbudowane na bazie barwnika 2,2'-(2,5-tiofenediyl)bis[5-(1,1-dimetyloetylu]. [2][3][4].

Wykonane zosta y diody wiec ce, jako matryca u yty zosta poliwinylokarbazol. Zosta y zmierzone ich charakterystyki pr dowo- napi ciowe i elektroluminescencyjno – napi ciowe. Wykonano tak e pomiar elektroluminescencji.

Zbudowane zosta y tak e ogniwa typu hetroz cze obj to ciowe. Polimerem przewodz cym ytym w ogniwach (typu hetero z cze obj to ciowe) by poli(3heksylotiofen) (P3HT).

Wykonano szereg ogniw z warstw aktywn o proporcjach wagowych BBOT:P3HT odpowiednio 2:1 oraz 1:1. Wykonano ogniwa o ró nej grubo ci warstwy aktywnej. Dla otrzymanych urz dze zmierzono charakterystyki pr dowo napi ciowe, a nast pnie, na podstawie danych pomiarowych, dopasowuj c funkcje wielomianow , wyznaczono parametry charakteryzuj ce ogniwo fotowoltaiczne.

Dla urz dze o proporcjach wagowych BBOT:P3HT odpowiednio 2:1 otrzymano wydajno ci z przedzia u 0.31 – 0.84. Dla uk adów o proporcjach BBOT:P3HT 1:1 otrzymano ogniwa wydajno ci od 0,72 do 1,09. [1] Brian O'Regan, Michael Grätzel Nature 353, 737-740 (1991). [2] G. Tury R. Vabrik , I. Kasa b, K. Papp, I. Ruszak , G.T. Szabo, A. Vig d, E. Kalman Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 114, 51I-58 (1998). [3] R. Zhang , H. Zheng, J. Shen Synthetic Metals 105, 49–53 (1999). [4] R. Zhang, H. Zheng, J. Shen Synthetic Materials 132, 285-288 (2003).



93

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50

-1,2x10-6

-8,0x10-7

-4,0x10-7

0,0

4,0x10-7

8,0x10-7

1,2x10-6

1,6x10-6

ID(VGS = 0V) ID(VGS = 10V) ID(VGS = 20V) ID(VGS = 30V) ID(VGS = 40V) ID(VGS = 50V) r ID (VG S= 0V) r ID (VG S= 10V) r ID (VG S= 20V) r ID (VG S= 30V) r ID (VG S= 40V) r ID (VG S= 50V)

Dra

in C

urre

nt I D

(A)

Drain Voltage VDS (V)

Fig.1 . Charakterystyki wyj ciowe OTFT opartych

na TIPS Pentacen/NBI-s-Bu.

Organiczne tranzystory ambipolarne wytwarzane jednoetapow metod wylewania strefowego

I. Tszydel1, M. Kuci ska1, W. Maniukiewicz2, M. Zagórska3, J. Ula ski1

1Katedra Fizyki Molekularnej, Wydzia Chemiczny, Politechnika ódzka ul. eromskiego 116, 90-924 ód

2Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika ódzka, ul. eromskiego 116, 90-924 ód

3Wydzia Chemiczny, Politechnika Warszawska, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

W ostatnich latach otrzymano szereg nowych pó przewodników organicznych, dielektryków i tzw. atramentów przewodz cych, a tak e opracowano skuteczne metody wytwarzania urz dze elektronicznych, takich jak organiczne cienkowarstwowe tranzystory z efektem polowym metodami roztworowymi. Do budowy urz dze identyfikacji radiowej (ang. radio frequency identification - RFID) czy elastycznych wy wietlaczy potrzebne s komplementarne pary tranzystorów o odmiennym typie przewodnictwa: elektronowym (typ n) oraz dziurowym (typ p). Zastosowanie materia u ambipolarnego jako warstwy aktywnej w obydwu typach tranzystorów pozwala na miniaturyzacj wytwarzanych urz dze oraz zmniejszenie czasu i kosztów produkcji. Synteza materia ów ambipolarnych jest jednak cz sto trudna i czasoch onna, dlatego alternatyw jest zastosowanie mieszanin dwóch ró nych pó przewodników – typu p i n.

Opracowana przez nas nowa metoda wytwarzania warstw ambipolarnych polega na jednoczesnym nak adaniu mieszaniny dwóch ró nych pó przewodników organicznych, typu p i typu n. W prezentowanej pracy wytworzyli my warstw ambipolarn z TIPS Pentacenu [1] jako materia u typu p i N,N’ bis(sec-butyl)-1,4,5,8 naftalenotetrakar-boksy-lo-1,4:5,8-bisimidu (NBI-s-Bu) [2] jako materia u typu n, za pomoc metody wylewania strefowego (ang. zone-casting) [3]. Na podstawie otrzymanych charakterystyk

pr dowo-napi ciowych wyznaczono parametry pracy tranzystorów: ruchliwo no ników adunku, wspó czynnik w cz/wy cz oraz napi cie progowe. Wytworzone urz dzenia

charakteryzowa y si zbli onymi warto ciami ruchliwo ci dziur i elektronów oraz napi progowych, odpowiednio µh = 1.1 10-2 oraz µe = 1.5 10-2 cm2/Vs oraz Vth_h = -30 oraz Vth_e = 19 V.

Podzi kowania: praca zosta a wykonana w ramach projektu NCN 2012/07/B/ST8/03789.

[1] C. M. Duffy, et al, Chem. Mater., 20, 7252, 2008 [2] P. Gawrys, et al., Synth. Met., 14, 1478, 2009 [3] I. Tszydel, et al, Adv. Funct. Mat., 22, 3840, 2012



94

Sensory oparte na organicznych tranzystorach z efektem polowym z modulacj adunku

M. Kuci ska1, B. uszczy ska1, J. Ula ski1 1Katedra Fizyki Molekularnej, Wydzia Chemiczny, Politechnika ódzka

ul. eromskiego 116, 90-924 ód

Intensywny rozwój elektroniki organicznej w ostatnich latach doprowadzi do uzyskania urz dze o dobrych parametrach pracy, które s u ywane nie tylko jako elementy uk adów elektronicznych [1], ale tak e do konstruowania urz dze sensorycznych [2]. Ponadto mo liwo uzyskiwania organicznych tranzystorów metodami roztworowymi pozwala na wytworzenie czujników lekkich i elastycznych równie metodami druku. W niniejszej pracy przedstawione zostan sensory oparte na konstrukcji organicznego tranzystora z efektem polowym z modulacj adunku. Pierwszym sensorem organicznym tego typu by o urz dzenie monitoruj ce proces hybrydyzacji DNA [3]. Taki sensor posiada doln , tzw. p ywaj elektrod bramki (ang. floating gate), elektrody ród a i drenu oraz elektrod bramki kontrolnej. Bramka kontrolna jest wykorzystywana do polaryzacji dolnej bramki. Obszar detekcji, gdzie umieszcza si badany analit, znajduje si na dolnej, p ywaj cej bramce i jest si w znacznej odleg ci od warstwy pó przewodnika organicznego, co zapobiega destrukcyjnemu wp ywowi badanego roztworu na tranzystor. Zasada dzia ania tranzystora z modulacj adunku polega na ci ganiu adunku przez roztwór jonowy w pobli e obszaru próbnego przez co nast puje zmiana adunku w elektrodzie dolnej bramki, co z kolei wp ywa na zmian polaryzacji dielektryka i moduluje pr d w kanale tranzystora. W skonstruowanych przez nas sensorach jako pó przewodnik zastosowano anizotropow warstw TIPS-Pentacenu uzyskan metod wylewania strefowego (ang. zone-casting) [4, 5]. Wytworzone sensory s czu e na zmiany pH badanego roztworu jonowego. Pr d p yn cy pomi dzy ród em i drenem zale y od pH roztworu; ponadto wraz ze wzrostem pH nast puje przesuni cie napi cia progowego tranzystora organicznego.

Rys. 1. Schemat budowy sensora z modulacj adunku oparte na konstrukcji organicznego tranzystora

z efektem polowym [1] S. Kotarba, J. Jung, A. Kowalska et al., J. Appl. Phys., 108, 014504 (2010). [2] L. Kergoat, B. Piro, M. Berggren, et al., Anal. Bioanal. Chem., 402, 5, 1813-1826, (2012). [3] M. Demelas, S. Lai, M. Barbaro, et al., 2011 IEEE SENSORS, 1917-1920, (2011). [4] P. Miskiewicz, M. Mas-Torrent, J. Jung et al., Chem. Mater., 18, 4724 (2006). [5] I. Tszydel, M. Kucinska, T. Marszalek et al., Adv. Funct. Mat., 22, 3840–3844 (2012). Podzi kowania: Projekt zosta sfinansowany ze rodków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DEC-2011/03/N/ST5/04476



95

Struktura ciek okrystalicznych moleku CNH6BI

G.W. B k1, M. Wojciechowski2, M. D niewski1, E. Staryga1

1Intytut Fizyki, Wydzia FTIMS, Politechnika ódzka, Wólcza ska 219, 93-005 ód 2Centrum Matematyki i Fizyki, Politechnika ódzka, Al. Politechniki 11, 90-924 ód

Zwi zek CNH6BI (Rys.1, centralny fragment) jest substancj ciek okrystaliczn nie wykazuj fazy antyferroelektrycznej o sekwencji fazowej Cr SmC* SmA* Iso.

Rys. 1. Struktura centralnego fragmentu CNH6BI.

Wykazano, e mieszanina 1:1 CNH6BI wraz z innym materia em ciek okrystalicznym 1H3B równie nie wykazuj cym fazy antyferroelektrycznej posiada faz antyferroelektryczn w stosunkowo szerokim przedziale temperatur [1]. Dla lepszego zrozumienia mechanizmu tworzenia ró norodnych faz ciek okrystalicznych podj to badania struktury molekularnej obydwu zwi zków. Przedmiotem niniejszego doniesienia s w ciwo ci moleku y CNH6BI. Zbadano sztywno jej centralnego fragmentu ze wzgl du na obroty wokó wi zania C-COO badaj c warto ci energii wi zania moleku y w funkcji k ta obrotu wokó osi wi zania C-COO oraz warto ci momentu dipolowego moleku y. Obliczenia przeprowadzono dla moleku y w pró ni oraz w niepolarnym roztworze stosuj c przybli enie PCM.

Rys. 2. Zale no energii wi zania moleku y CNH6BI od k ta obrotu wokó wi zania C-COO.

Zale no energii wi zania moleku y od warto ci k ta obrotu wokó wi zania C-COO s pokazane na rysunku 2. Widoczne s dwa po enia równowagi moleku y o niemal identycznej energii wi zania.

Sponsored by Polish Ministry of Science and Education, Project Dz.St. I3/501/137/1

[1] M.Wojciechowski, G.W.B k, M.Tykarska, Opto-Electronics Review 16(3), 257 (2008).



96

Optycznie indukowane prze czenie w cienkowarstwowych uk adach z dominacj pr dów ograniczonych adunkiem

przestrzennym

G.W. B k1

1Instytut Fizyki, Wydzia FTIMS, Politechnika ódzka, Wólcza ska 219, 93-005 ód

Zbadano numerycznie przewodnictwo cienkowarstwowych uk adów zdominowanych przep ywem pr dów ograniczonych adunkiem przestrzennym o niejednorodnym rozk adzie stanów pu apkowych zgromadzonych przy elektrodzie wstrzykuj cej. Uk ad równa opisuj cych przep yw pr dów ograniczonych adunkiem przestrzennym ma posta :

tf nnedxdF

0

Fenj f

Dla celów procedury numerycznej drugie z tych równa przekszta cono do postaci:

dxdF

Fn

dxdn ff

Dla grubo ci próbki 6 m przyj to szeroko warstwy przyelektrodowej zawieraj cej stany pu apkowe od 0,2 m do 2 m, koncentracja pu apek zawiera a si w przedziale od 1019 m-3 do 3*1020 m-3. Znaleziono rozwi zania zarówno dla ciemnych jak i fotowzmocnionych monopolarnych pr dów ograniczonych adunkiem przestrzennym. Otrzymane rozwi zania wskazuj na mo liwo wzrostu pr du wynikaj cego z o wietlenia próbki do oko o 7 rz dów wielko ci (patrz Rys.1).

Rys.1. Porównanie charakterystyk IV ciemnych i fotowzmocnionych pr dów ograniczonych adunkiem przestrzennym dla kilku g boko ci pu apek.



97

Synteza i charakterystyka termotropowych azometinodiimidów o potencjalnych zastosowaniach

w optoelektronice organicznej

K. Bijak1, M. Grucela-Zaj c1, M. Wi cek1, E. Schab-Balcerzak1

1Instytut Chemii, Wydzia Matematyki, Fizyki i Chemii, Uniwersytet ski, ul. Szkolna 9, 40-006 Katowice

W ostatnich latach obserwuje si wzrost zainteresowania nowymi pó przewodnikami organicznymi, spo ród których na szczególn uwag zas uguj zwi zki o w ciwo ciach ciek okrystalicznych. Ciek okrystaliczno przyczynia si do poprawy uporz dkowania

enia moleku w warstwach aktywnych urz dze , co mo e prowadzi do zwi kszenia wydajno ci transportu adunków elektrycznych [1]. Interesuj grup termotropowych materia ów o potencjalnych zastosowaniach w optoelektronice organicznej s zwi zki zawieraj ce pier cienie imidowe, ze wzgl du na wysok odporno chemiczn i termiczn oraz w ciwo ci pó przewodnikowe typu-n [2]. Innymi ciek okrystalicznymi zwi zkami o obiecuj cych w ciwo ciach s azometiny (iminy), posiadaj ce dobr stabilno termiczn i b ce pó przewodnikami typu-p [3]. Azometinodiimidy posiadaj w strukturze zarówno wi zania iminowe, b ce donorem elektronów, jak i pier cienie imidowe, posiadaj ce w ciwo ci akceptorowe. Taka budowa chemiczna pozwala na otrzymanie uk adu donor-akceptor, korzystnego dla zastosowa w optoelektronice.

Celem pracy by a synteza oraz badanie wybranych w ciwo ci ciek okrystalicznych azometinodiimidów zawieraj cych w strukturze diimid ftalowy [4]. Struktur otrzymanych zwi zków potwierdzono za pomoc spektroskopii 1H NMR, FTIR oraz analizy elementarnej. Stabilno termiczn badano metod termograwimetryczn (TGA). W ciwo ci ciek okrystaliczne badano za pomoc ró nicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) oraz mikroskopu polaryzacyjnego (POM). Otrzymane azometinodiimidy wykazywa y

ciwo ci ciek okrystaliczne w szerokim zakresie temperatur. Przeprowadzono badania ciwo ci optycznych (absorpcji w zakresie UV-Vis oraz fotoluminescencji)

w rozpuszczalnikach o ró nej polarno ci (chloroform i N-metylopirolidon). Badano tak e ciwo ci elektrochemiczne otrzymanych zwi zków metod woltamperometrii pulsowo-

ró nicowej (DPV).

[1] Z. Chen, V. Stepanenko, V. Dehm, P. Prins, L.D.A. Siebbeles, J. Seibt, P. Marquetand, V. Engel, F. Wurthner, Chem. Eur. J. 13, 436 (2007). [2] P. Gawrys, D. Boudinet, M. Zagorska, D. Djurado, J.-M. Verilhac, G. Horowitz, J. Pecaud, S. Pouget, A. Pron, Synth. Met. 159, 1478 (2009). [3] A. Iwan, D. Sek, Prog. Polym. Sci. 33, 289 (2008). [4] K. Bijak, M. Grucela-Zaj c, H. Janeczek, M. Wi cek, E. Schab-Balcerzak, Synth. Met. 175, 146 (2013).



98

Synteza i charakterystyka nowych azyn dla zastosowa w optoelektronice

A. Jarczyk-J dryka1 , K. Bijak1, M. Filapek1, E. Schab-Balcerzak1

1Instytut Chemii, Uniwersytet ski, ul. Szkolna 9, 40-006 Katowice

Azyny s budz coraz wi ksze zainteresowanie grup zwi zków organicznych. Zwi zki te odgrywaj istotn rol w wielu procesach przemys owych (m.in. jako barwniki) [1]. Takie diiminy wykazuj si równie du stabilno ci termiczn oraz odporno ci mechaniczn [2]. Du e zainteresowanie zwi zkami posiadaj cymi mostki azynowe wynika równie z faktu, e mog one wykazywa ró nego rodzaju w ciwo ci, tj. antybakteryjne, chwastobójcze, [3] a tak e antynowotworowe [4]. Azyny s równie ciekawe ze wzgl du na swoje optyczne [5] i pó przewodnikowe [6] w ciwo ci, co czyni je obiecuj cymi materia ami dla zastosowa w elektronice, optoelektronice oraz fotonice [7].

W niniejszej pracy przedstawiono syntez i wyniki bada w ciwo ci pi ciu symetrycznych i niesymetrycznych azyn jako potencjalnych materia ów dla optoelektroniki. Struktura tych zwi zków zosta a potwierdzona za pomoc spektroskopii FTIR, NMR oraz analizy elementarnej. Przedstawiono wp yw ich budowy chemicznej na wybrane w ciwo ci fizyczne (optyczne, elektrochemiczne i termiczne).

[1] C. Montagner, M. Bacci, S. Bracci, R. Freeman, M. Picollo, Spectrochim. Acta A 79(5), 1669 (2011). [2] J. Ardaraviciene, B. Barvainiene, T. Malinauskas, V. Jankauskas, K. Arlauskas, V. Getautis, React. Funct. Polym. 71, 1016 (2011). [3] M. Revanasiddappa, T. Suresh, S. Khasim, S. C. Raghavendra, C. Basavaraja, E-J. Chem. 5(2), 395 (2008). [4] K. Pluta, M. Jeleh, B. Morak-Mlodwaska, M. Zimecki, J. Artym, M. Kocieba, Pharmacol. Rep. 62, 319 (2010). [5] R. Wei, P. Song, A. Tong, J. Phys. Chem. C 117, 3467 (2013). [6] Cianga, I.; Ivanoiu, M. Eur. Polym. J. 42, 1922 (2006). [7] D. Sek, M. Siwy, K. Bijak, M. Grucela-Zajac, J.G. Malecki, K. Smolarek, L. Bujak, S. Mackowski, E. Schab-Balcerzak, J. Phys. Chem. A 117, 10320 (2013).



99

Wp yw nanocz stek metalicznych na w ciwo ci fizyczne ogniw fotowolataicznych

M. Kotkowiak1, E. Robak1,2, B. Bursa1, B. Grze kiewicz1


2Centrum NanoBioMedyczne, Uniwerystet Adama Mickiewicza ul. Umultowska 8, 61-614 Pozna

Do g ównych czynników ograniczaj cych wydajno obecnych ogniw fotowoltaicznych (OF) mo na zaliczy : cz ciow absorpcj promieniowania elektromagnetycznego w zakresie widma s onecznego oraz straty rekombinacyjne b ce wynikiem defektów w strukturze warstwy aktywnej oraz jej grubo ci . [1]. W celu zwi kszenia efektywno ci zbierania wiat a (z ang. light harvesting) przez OF na prze omie ostatnich lat prowadzone s badania nad zastosowaniem nanocz stek metalicznych (NM) – g ownie srebrnych (Ag) i z otych (Au) O wietlenie strukturyzowanej powierzchni metalu wiat em objawia si silnym wzmocnieniem lokalnego pola elektromagnetycznego na powierzchni nanostruktury w wyniku lokalnego wzbudzenia plazmonów powierzchniowych [2]. Powy szy efekt przyczynia si do zwi kszenia absorpcji promieniowania elektromagnetycznego, co przek ada si na wzrost generacji par elektron-dziura [1]. Wielko lokalnego wzmocnienia pola elektrycznego zale y od: fizycznych rozmiarów, kszta tu oraz st ania nanocz stek. Wzbudzaj c uk ady po czone typu nanostruktura metaliczna/chromofor, kontrola przykrycia pasma rezonansowego nanocz stek z pasmem absorpcji i emisji chromoforów jest niezb dna [3]. Trójk tne nanocz stki (z ang. nanoprisms [2-5]) charakteryzuj si atwo przestrajalnym pasmem absorpcji. Z drugiej strony lokalne wzmocnienie pola elektrycznego jest silniejsze ni dla cz stek o innej geometrii [3,4]. Czyni to z trójk tnych nanocz stek odpowiedniego kandydata do poprawy wydajno ci ogniw poprzez wzmocnienie absorpcji wiat a [1,2].

ównym celem prac b dzie okre lenie wp ywu trójk tnych nanostruktur na w ciwo ci optyczne i elektryczne modelowych OF. Obecnie trudno jest przewidzie wp yw struktury nanocz stek na oddzia ywanie ze sk adnikami warstwy aktywnej. Nanocz stki metaliczne zdyspergowane w roztworze, po naniesieniu na pod e sta e, orientuj si na nim w sposób przypadkowy oraz maj tendencj do tworzenia agregatów [6]. Analiza numeryczna uk adów nanostruktur trójk tnych ró nie zorientowanych w przestrzeni, pozwoli lepiej pozna zjawiska zwi zane z ich wzajemnym oddzia ywaniem.

Badania wykonano w ramach projektu 60/62/DSPB/2014.

[1] S-B M. Salvador, A. Kulkarni, D. S. Ginger, A. M. Kelley, J. Phys. Chem. C 115 20788 (2011). [2] S. Noh, E. H. Cho, H. M. Kim, Y. D. Han, J. Joo, Org. Electron. 14 278 (2013) [3] K. Munechika, Y. Chen, A. F. Tillack, A. P. Kulkarni, Nano Lett. 11 2725 (2011). [4] B. Grze kiewicz, K. Ptaszy ski, M. Kotkowiak, Plasmonics 9 (4) 607 (2014). [5] E. Robak, B. Grze kiewicz, M. Kotkowiak, Opt. Mater. accepted (2014). [6] S. Vedraine, P. Torchio, D. Duche, F. Flory, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95 57 (2011).



100

Nieliniowe w ciwo ci optyczne wybranych pochodnych pirazoliny

A. Szukalski1, J. My liwiec1, A. Miniewicz1, A. L. Sobolewski2, B. Przyby 3, J. Janczak3


2Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, ul. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa 3Instytut Niskich Temperatur i Bada Strukturalnych im. W odzimierza Trzebiatowskiego

Polskiej Akademii Nauk, ul. Okólna 2, 50-422 Wroc aw

Wspó cze nie, wiele grup badawczych na wiecie pracuje nad nowymi materia ami zaawansowanymi technologicznie, które mog yby znale zastosowanie w ró nego rodzaju urz dzeniach fotonicznych. Tego typu materia y powinny cechowa si interesuj cymi

ciwo ciami optycznymi i/lub optycznie nieliniowymi, np. posiada zdolno dynamicznie zmieniaj cej si dwój omno ci optycznej, wzmacnia wiat o, czy te charakteryzowa si zdolno ci dwu- lub trójfotonowej absorpcji, czy fluorescencji. Najbardziej po dan grup materia ów s obecnie zwi zki organiczne, ze wzgl du na ich du dost pno , niskie koszty wytwarzania i biodegradowalno . Dzi ki swoim

ciwo ciom materia y te maj zastosowanie np. przy konstrukcji prze czników optycznych, jako wzmacniacze, pami ci optyczne, a tak e s wykorzystywane do konstrukcji ró nego rodzaju laserów barwnikowych [1-4].

W niniejszej pracy zaprezentowane zostan wyniki bada nad trzeciorz dowym nieliniowym efektem optycznym (Optyczny Efekt Kerra), gdzie wykazano dynamiczne zmiany fotoindukowanej dwój omno ci, dla wybranych pochodnych pirazoliny (Tab. 1). Tabela. 1. Wyniki eksperymentalne uzyskane z eksperymentu Optycznego Efektu Kerra

Struktury chemiczne

akronim DCNP PY-oCNNO2 PirazFPHdiCN PY-pNO2 n [-] 0.0020 0.0010 0.0004 0.0003

n2 [m2/W] 1.88*10-9 1.53*10-8 4.28*10-9 2.73*10-9 (3) [m2/V2] 1.49*10-11 1.22*10-10 3.40*10-11 2.17*10-11

[1] J. Barberá et al., J. Mater. Chem. 8, 1725 (1998). [2] C. D’Ambrosio et al., Appl. Spectrosc. 45, 484, (1991). [3] G. Blasse, B. C. Grabmaier, Luminescent Materials, Springer-Verlag, Berlin, (1994). [4] J. Zyss, Molecular Nonlinear Optics, Academic Press, New York, (1994). 1 Autor do korespondencji: [email protected]

NN

NN

NN

N

NO

O

NN

N

N

NN

NO

O


101

Przestrajalna randomiczna akcja laserowa na uk adach pochodzenia biologicznego

K. Cyprych1, L. Sznitko1, J. My liwiec1

1Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska, Wybrze e Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

Zjawisko laserowania randomicznego jest definiowane jako generacja akcji laserowej poprzez konstruktywne rozpraszanie, wraz ze wzmocnieniem strumienia wiat a przy wykorzystaniu uk adów nieuporz dkowanych. Jest to obecnie silnie rozwijana tematyka [1], w szczególno ci ze wzgl du na potencjalne zastosowania. Wykorzystanie podstaw badanego zjawiska mo e w przysz ci sta si np. podstaw selektywnej techniki detekcji komórek nowotworowych [2]. Wzmo one badania zaowocowa y równie wytworzeniem funkcjonalnego spektrometru o wymiarach mikroskopowych [3]. Ponadto badania laserowania randomicznego otwieraj drog ku wytworzeniu w pe ni funkcjonalnych laserów biologicznych, jednak podstaw do uzyskania lasera biologicznego jest poszukiwanie nowych materia ów o po danych w ciwo ciach.

Takim materia em w przysz ci mog aby sta si skrobia, która w postaci warstw biopolimerowych domieszkowanych barwnikiem fluorescencyjnym jest materia em nieuporz dkowanym, w którym zaobserwowano laserowanie randomiczne. Warstwy skrobiowe domieszkowano szeroko stosowanym barwnikiem laserowym rodamin 6G. Dzi ki temu uzyskano materia , który po wzbudzeniu wiat em laserowym du ej mocy wykazuje laserowanie randomiczne. Dodatkowo wprowadzono proces kontroli laserowania poprzez zmian ilo ci domieszkowanej rodaminy, tworz ce w warstwie skrobi agregaty, powoduj c tym samym przestrajanie d ugo ci fali emitowanej z próbki. Podobny efekt uzyskano przy u yciu koloidalnej zawiesiny skrobi, w której wraz ze stopniem z elowania nast powa o przesuni cie charakteru i maksimum emisji.

Wykorzystanie skrobi zwi kszy o fotostabilno badanego procesu, w porównaniu z wynikami otrzymywanymi dla innych materia ów pochodzenia biologicznego, jak na przyk ad warstw DNA domieszkowanych rodamin . Niska przepuszczalno skrobi dla tlenu mo e przeciwdzia degradacji barwnika fluorescencyjnego przed aj c proces laserowania.

Projekt zosta sfinansowany ze rodków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DEC-2013/09/D/ST4/03780.

[1] D. S. Wiersma, Nat. Photonics 7, 188–196 (2013). [2] R. C. Polson, Z. V. Vardeny, Appl. Phys. Lett., 85, 7, (2004). [3] B. Redding, S. F. Liew, R. Sarma, H. Cao, Nat. Photonics 7, 746–751 (2013).



102

Ciek okrystaliczne elementy optyki polaryzacyjnej

W. Piecek1, Z. Raszewski, P. Morawiak, P. Perkowski, L. R. Jaroszewicz

Instytut Fizyki Technicznej, Wydzia Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia Techniczna

ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Wspó czesne technologie fotoniczne, w tym optyki zintegrowanej, wymagaj opracowania elementów steruj cych wybranymi parametrami wi zki wiat a. Struktury ciek okrystaliczne

w ciwym o rodkiem optycznym, do realizacji takich funkcji jak: sterowaniem kierunkiem biegu promienia wietlnego, konwersja polaryzacji liniowej wiat a na ko ow lub eliptyczn i odwrotnie, sterowanie orientacj p aszczyzny polaryzacji wiat a, modulacja mocy wi zki promieniowania, modulacja widma promieniowania[1-5].

Praca prezentuje przyk ady realizacji i parametry techniczne takich urz dze jak sterowana elektrycznie pó falówka, modulator fazy dla lasera zeemanowskiego, sterowany optyczny filtr pasmowy na zakres NIR-VIS, prze czany filtr ochronny, szybki modulator mocy lasera, przesuwnik fazowy dla lasera o wysokiej g sto ci mocy, element do sterowania kierunkiem biegu wi zki laserowej do korekcji efektu „pointing stability”. Wskazano szczególne cechy optyczne i funkcjonalne ww. urz dze . Omówiono aspekty in ynierii materia owej materia ów i struktur ciek okrystalicznych zastosowanych do realizacji przedstawionych urz dze [6-8]. [1] Hashimoto, N. Electro holography and active optics. in Optical Applications of Liquid Crystals (Taylor & Francis, 2003). [2] Restaino, S.R. On the use of liquid crystals for adaptive optics. in Optical Applications of Liquid Crystals (Taylor & Francis, 2003). [3] Raszewski, Z., et al. Electrically Tunable Liquid Crystal Filters. Molecular Crystals & Liquid Crystals 525, 125-140 (2010). [4] Raszewski, Z., et al. High birefringence liquid crystals mixtures and their selected applications. Advanced Materials Research 909, 12-18 (2014). [5] Raszewski, Z., et al. Laser damage resistant nematic liquid crystal cell. Journal of Applied Physics 114, 053104-053106 (2013). [6] Piecek, W. Molecular Structures and the Induction of the Orthoconic Properties in Antiferroelectric Liquid Crystals. Ferroelectrics 395, 108-115 (2010). [7] Piecek, W. ciwo ci fizyczne ortokonicznej smektycznej fazy antyferroelektrycznej, (Wojskowa Akademia Techniczna, 2011). [8] Piecek, W., et al. Long Pitch Orthoconic Antiferroelectric Binary Mixture for Display Applications. Molecular Crystals & Liquid Crystals 525, 140-152 (2010).



103

asno ci spektroskopowe pochodnych imidazo[1,2-a]pirydyny

D. Firmansyah1, M. Banasiewicz2, I. Deperasi ska2, A. Makarewicz2, B. Kozankiewicz2, D.T. Gryko1,3

1Wydzia Chemii Politechniki Warszawskiej ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

2Instytut Fizyki PAN Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

3Instytut Chemii Organicznej PAN ul. Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa

Pochodne imidazo[1,2-a]pirydyny znane s zarówno z zastosowa medycznych [1] jak i z wysokiej wydajno ci kwantowej fluorescencji [2]. Przez ostatnie pi lat ukaza o si wiele prac opisuj cych zarówno post py w syntetyzowaniu tych zwi zków jak i ich interesuj cych w asno ci luminescencyjnych, szczególnie dotycz ce wewn trzcz steczkowego przeniesienia protonu w stanie wzbudzonym (ESIPT) [2,3]. Po raz pierwszy otrzymano nowy typ zwi zku heterocyklicznego, gdzie pier cie imidazo[1,2-a]pirydyny sprz ony jest z pier cieniem naftalenu pojedynczym wi zaniem (zwi zek 3, Rys. 1) oraz podwójnym wi zaniem (zwi zek 4) [4]. Zbadano w ciwo ci spektroskopowe obu zwi zków zarówno w roztworze w temperaturze pokojowej jak i w niskotemperaturowej (5 K) matrycy n-nonanu. Okaza o si , e wydajno kwantowa fluorescencji zwi zku 3, mimo du ej swobody rotacji wynosi prawie 50 %, za wydajno kwantowa fluorescencji

askiej i sztywnej cz steczki zwi zku 4 wynosi jedynie 5 %. Obliczenia kwantowo-mechaniczne sugerowa y, e za nisk wydajno kwantow fluorescencji odpowiedzialne mo e by przej cie mi dzysystemowe do ni ej le cego stanu trypletowego. Do wiadczalnym potwierdzeniem tej hipotezy by a obserwacja dla zwi zku 4 peryleno-podobnego widma fosforescencji.

Rys. 1. Wzory strukturalne badanych pochodnych imidazo[1,2-a]pirydyny sprz onej z naftalenem.

[1] K. F. Byth, J. D. Culshaw, S. Green, S. E. Oakes, A. P. Thomas, Bioorg. Med. Chem. Lett. 14, 2245 (2004). [2] T. Mutai, H. Tomoda, T. Ohkawa, Y. Yabe, K. Araki, Angew. Chem. Int. Ed. 47, 9522 (2008). [3] A. J. Stasyuk, M. Banasiewicz, M. K. Cyra ski, D. T. Gryko, J. Org. Chem. 77, 5552 (2012). [4] D. Firmansyah, M. Banasiewicz, I. Deperasi ska, A. Makarewicz, B. Kozankiewicz, D. T. Gryko, Asian J. Chem. (2014) DOI: 10.1002/asia.201402201.



104

Struktura i dynamika jednowodnego pentachloroantymonianu (III) piperazyny

K. Holderna-Natkaniec1, M.O.M. Sghaier2,, P. Czarnecki1, I. Natkaniec 1,3, A.Wozniak-Braszak1, S. Chaabouni2

1Wydzia Fizyki Uniwersytetu im Adama Mickiewicza ul Umultowska 85 61-614 Poznan 2Laboratory of Materials Science and Environment, Faculty of Sfax, BP 1171, 3000 Sfax,

Tunisia 3Zjednoczony Instytut Badan J drowych, 141 980 Dubna, Federacja Rosyjska

Przeprowadzono syntez jednowodnego pentachloroantymonianu (III) piperazyny, o wzorze [C4H12N2] SbCl5 H2O [1]. W temperaturze pokojowej krystalizuje w uk adzie jednosko nym P21/n; parametry komórki elementarnej s nast puj ce: a = 9.5409(2) , b = 14.1455(1) , c=10.0525(7) , = 99.113(8)°; Z = 4. Struktura jest stabilizowana dzi ki mi dzymolekularnym wi zaniom wodorowym N—H….Cl, O—H….Cl and N—H….O. Badano w asno ci termiczne metodami: DSC i DTA. Spektroskopia dielektryczna wykaza a, e proces relaksacji reorientuj cych nieoddzia ywuj cych dipoli jest termicznie aktywowany i jego temperaturowa zale no ma charakter Arrheniusowski. Temperaturowa zale no odwrotno ci przenikalno ci elektrycznej badanego zwi zku podlega prawu Curie Weissa; okre lono temperatur przej cia fazowego na 70 K. Obserwowana anomalia dielektryczna sugeruje, e otrzymano nowy materia o w asno ciach ferroelektrycznych. Wykonano badania widm nieelastycznego niekoherentnego rozpraszanie neutronów powy ej i poni ej 70K, które dyskutowano z rezultatami oblicze metodami. W niskotemperaturowej fazie (poni ej 70 K) cz sto korelacji okre lona z spektroskopii dielektrycznej ( EA

d=1.14 kcal/mol) jest w granicy b du zgodna z cz sto ci korelacji wyznaczon z bada 1H NMR. cie ka relaksacji H-N i H…Cl jest najbardziej efektywna w niskich temperaturach (Ea

H-X= 1.2 kcal/mol). W po redniej fazie (70 K -372 K) z bada 1H NMR wnioskowano o wyst powaniu 180o reorientacji obu grup: kationu piperazyny i moleku wody krystalizacyjnej. Energie aktywacji tych procesów s : 2.8 and 6.5 kcal/mol. Ponadto 180o flip kationu piperazyny wywiera wp yw na w ciwo ci dielektryczne badanego materia u. W 372 K próbka podlega dehydratacji i powy ej tej temperatury kation piperazyny podlega reorientacji wzgl. jego pseudo-sze ciokrotnej osi symetrii, Ea

C6=8.8 kcal/mol. W 509 K nast puje dekompozycja badanej próbki. [1] Polyhedron, accepted 2014.



105

Zapis i relaksacja fotoindukowanej dwój omno ci w nowych poliestroimidach azobenzenowych

A. Kozanecka-Szmigiel1, E. Schab-Balcerzak2, J. Konieczkowska2, M. Siwy2, K. witkowski1, D. Szmigiel3

1Wydzia Fizyki, Politechnika Warszawska ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

2Centrum Materia ów Polimerowych i W glowych PAN ul. M. Curie-Sk odowskiej 34, 41-819 Zabrze

3Instytut Technologii Elektronowej al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

W pracy przedstawiono wyniki bada fotoindukowanej dwój omno ci nowych materia ów polimerowych o w ciwo ciach fotochromowych, interesuj cych ze wzgl du na potencjalne zastosowaniach w fotonice, w szczególno ci w optycznym zapisie informacji o du ej g sto ci [1]. Badane polimery to poliestroimidy, zawieraj ce w swojej strukturze kowalencyjnie przy czone do cucha g ównego ugrupowania azobenzenowe bez podstawnika lub z podstawnikiem w postaci grupy metylowej, hydroksylowej, b atomu fluoru. Pomiary fotoindukowanej dwój omno ci, b cej wynikiem orientacji chromoforów wskutek wielokrotnych procesów fotoizomeryzacji trans-cis ugrupowania azobenzenowego [2], przeprowadzono dla cienkich warstw polimerów na pod u szklanym. Wykorzystano ró ne rodzaje wi zek wzbudzaj cych: wi zk z lasera pracy ci ej ( =405 nm) oraz wi zki impulsowe z przestrajalnego lasera Ti:Al2O3 z synchronizacj modów Tsunami Spectra Physics, sprz onego z generatorem drugiej harmonicznej. Zaobserwowano du e warto ci wygenerowanej dwój omno ci dla poliestroimidów zawieraj cych podstawnik metylowy i hydroksylowy ( n 0.025 dla wi zki cw 405 nm o nat eniu 100 mW/cm2) oraz bardzo du stabilno czasow fotoindukowanej dwój omno ci (spadek n o 5 % po wy czeniu wi zki pisz cej) dla poliestroimidu z podstawnikem metylowym. Pomiary wykonane dla impulsowych wi zek pisz cych wykaza y wi ksz efektywno zapisu dwój omno ci, w przypadku u ycia wiat a pompuj cego o d ugo ci fali le cej w pobli u maksimum absorpcji pasma n- * formy trans grupy azobenzenowej. Przeprowadzone badania wykonano w ramach grantu POMOST/2013-7/6 Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. [1] S. Hvilsted, C. Sanchez and R J Alcala, Mater. Chem. 19, 6641 (2009). [2] C. Cojocariu and P. Rochon, Pure Appl. Chem. 76, 1479 (2004).



106

Nowe pochodne naftalenobisimidu z alkoksyfenylowymi podstawnikami przy azocie

R. Rybakiewicz1, I. Tszydel2, J. Zapa a3,4, . Skórka1, D. Wamil1, D. Djurado3, J. Pecaut5, J. Ula ski2, M. Zagórska1 i A. Pro 1

1Wydzia Chemiczny, Politechnika Warszawska, Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa 2Katedra Fizyki Molekularnej, Politechnika ódzka, eromskiego 116, 90-924 ód

3CEA Grenoble, INAC/SPrAM (UMR 5819, CEA-CNRS-Univ. J. Fourier-Grenoble 1), LEMOH, 17 Rue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France

4Instytut Chemii Fizycznej PAN, Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa 5CEA Grenoble, INAC/SCIB, 17 Rue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France

W komunikacie opisane zostan trzy nowe bisimidy naftalenowe o w ciwo ciach pó przewodnikowych, N-podstawione solubilizuj cymi grupami alkoksylowymi. (butoksy, heksyloksy lub oktyloksy) (Rys. 1). Wyznaczone elektrochemicznie warto ci potencja u jonizacji (IP) i powinowactwa do elektronu (EA), potwierdzone obliczeniami DFT, jednoznacznie wskazuj , ze zwi zki te s bardzo dobrymi kandydatami do wytwarzania tranzystorów polowych o kanale typu n. Badane pó przewodniki molekularne atwo krystalizuj , daj c monokryszta y o dobrej jako ci, pozwalaj ce na wyznaczenie ich struktury krystalicznej. Badania strukturalne cienkich warstw nanoszonych metod wylewania strefowego (ang. zone-casting technique) wykaza y siln orientacj cz steczek w stosunku do pod a. T sam metod nanoszenia cienkich warstw zastosowano równie do wytwarzania tranzystorów polowych o kanale typu n z parylenowym dielektrykiem. Najwy sz warto ruchliwo ci no ników adunku (0.05 cm2/Vs) uzyskano dla bisimidu podstawionego grup oktyloksy.

NN

O

O

O

O

OOR R

Rys. 1. Struktura badanych zwi zków; R = C4H9, C6H13, C8H17

Praca wykonana w ramach projektu TEAM/2011-8/6 “New solution processable organic and hybrid (organic/inorganic) functional materials for electronics, optoelectronics and spintronics”.



107

Oligotiofenowe pochodne diketopirolopiroli: w ciwo ci spektroskopowe, elektrochemiczne, strukturalne i

transportowe

M. Góra1, J. Mieczkowski1, G. Wiosna–Sa yga2, I. Tszydel2, B. uszczy ska2, J. Ula ski2, T. Jaroch3, A. Maranda-Niedba a3, R. Nowakowski3,

A. Pro 4, M. Zagórska4 1Wydzia Chemii, Uniwersytet Warszawski, Pasteura 1, 02-093 Warszawa

2Katedra Fizyki Molekularnej, Wydzia Chemiczny, Politechnika ódzka, eromskiego 116, 90-924 ód

3Instytut Chemii Fizycznej PAN, Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa 4Wydzia Chemiczny, Politechnika Warszawska, Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

Przeprowadzono systematyczne badania serii zwi zków typu donor-akceptor-donor, sk adaj cych si z centralnej jednostki diketopirolopirolowej – DPP (akceptor), do której symetrycznie przy czono elektronodonorowe grupy mono-, bi- i tertiofenowe (Rys. 1). W celu zwi kszenia rozpuszczalno ci do ko cowych pier cieni tiofenowych do czono grupy alkilowe w pozycji lub . Widma absorpcyjne i emisyjne w g ównej mierze zale od liczby pier cieni tiofenowych w grupie donorowej oraz w mniejszym stopniu od miejsca podstawienia pier cienia tiofenowego grup alkilow . Wszystkie zwi zki badane w roztworze wykazuj fotoluminescencj , której wydajno kwantowa maleje wraz ze wzrostem d ugo ci podstawnika oligotiofenowego (od 75% do 20%). D ugo i topologia podstawników alkilowych przy azocie nie ma istotnego wp ywu na w ciwo ci spektroskopowe i elektrochemiczne pochodnych DPP. Badania elektrochemiczne wykazuj du y wp yw d ugo ci segmentów donorowych na energi poziomu HOMO, a tak e w pewnym stopniu na energi poziomu LUMO. Badane pochodne diketopirolopirolu tworz , w wyniku procesu samoorganizacji, uporz dkowane monowarstwy na pod u HOPG, pozwalaj ce na otrzymanie obrazów STM o rozdzielczo ci molekularnej. Obserwowana dwuwymiarowa struktura nadcz steczkowa silnie zale y od d ugo ci i po enia podstawnika alkilowego.

Wst pne badania wykaza y, e niektóre z otrzymanych zwi zków mog by zastosowane do wytwarzania warstw aktywnych w w tranzystorach polowych z kana em typu p oraz w diodach elektroluminescencyjnych typu go – gospodarz, w których matryc stanowi mieszanina poli(9-winylokarbazolu) i 2-tert-butylofenylo-5-bifenylo-1,3,4-oksadiazolu.

Prezentowana praca by a finansowana cz ciowo przez UE z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego poprzez Program Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w ramach Mi dzynarodowego Studium Doktoranckiego “Towards Advanced Functional Materials and Novel Devices” (MPD/2010/4), cz ciowo przez Projekt NCN PRELUDIUM 5, 2013/09/N/ST5/02987 oraz postdoktorski grant NCN No. 2012/04/S/ST4/00128.



108

Rozga zione pochodne azobenzenu z grup estrow - synteza oraz badanie w ciwo ci optycznych i ciek okrystalicznych

I. Niezgoda1, J. Jaworska2, Z. Galewski1

1 Wydzia Chemii, Uniwersytet Wroc awski ul. Joliot- Curie 14, 50-383 Wroc aw

2 Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska ul. Wybrze e Stanis awa Wyspia skiego 27, 50-370 Wroc aw

Ze wzgl du na ciekawe w ciwo ci oraz szerokie mo liwo ci aplikacyjne azobenzen i jego pochodne stanowi obecnie jeden z g ównych nurtów bada nad ciek ymi kryszta ami. Modyfikacje struktury znacznie wp ywaj na parametry fizykochemiczne dlatego te coraz cz ciej spotykamy si z moleku ami o bardzo wyszukanym kszta cie np. gwiazdy [1], banany, kije hokejowe, dendrymery jak równie struktury rozga zione [2].

Rys. 1. Schematy struktur zsyntezowanych estrów azobenzenu posiadaj cych rozga zione cuchy alkilowe. Podczas bada zsyntezowano 5 grup zwi zków stanowi cych pochodne estrowe azobenzenu posiadaj ce zró nicowane rozga zione cuchy alkilowe. Przy pomocy spolaryzowanej mikroskopii optycznej oraz ró nicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) zbadano

ciwo ci ciek okrystaliczne powy szych substancji. Niektóre z pochodnych posiada y enancjotropow faz smektyczn typu A. Ponadto zbadano kinetyk reakcji fotoizomeryzacji. Po na wietleniu wiat em o d ugo ci fali 365 nm badano ciemn relaksacj substancji przy pomocy spektroskopii UV-Vis. Przeprowadzone badania umo liwi y okre lenie wp ywu rozga zienia oraz inwersji grupy estrowej na polimorfizm ciek okrystaliczny oraz szybko fotoczu ej reakcji izomerii trans-cis-trans. [1] K.H Ooi, G.Y Yeap, C.C. Han, H.C. Lin, T. Shinomiya, M.M. Ito, Liq. Cryst., 41 (7), 1017-1033 (2014) [2] J.S. Dave, M.R. Menon, P.R. Patel, MCLC, 378 (1), 1-11 (2002)



109

Struktura krystaliczna zwi zku kompleksowego [Fe(hbtz)2(AL)2](ClO4)2

M. Nowak1 , J. Kusz2, M. Weselski3, R. Bronisz3

1Zak ad Fizyki Cia a Sta ego, Instytut Fizyki, Uniwersytet ski

ul. Uniwersytecka 4, 40-007 Katowice 2Zak ad Fizyki Kryszta ów, Instytut Fizyki, Uniwersytet ski

ul. Uniwersytecka 4, 40-007 Katowice 3Wydzia Chemii, Uniwersytet Wroc awski ul. F. Joliot – Curie 14, 50-008 Szczecin

Zjawisko przej cia spinowego w zwi zkach kompleksowych Fe(II) jest jednym z intensywnie badanych efektów w kryszta ach molekularnych. Polega ono na zmianie stanu spinowego w polu ligandów o symetrii oktaedrycznej z wysoko- (HS, S = 2) do niskospinowego (LS, S = 0), co w konsekwencji prowadzi do zmian d ugo ci wi za Fe – N o oko o 0.2Å (10%). Okazuje si ze zaburzenie strukturalne mo e by efektywnie propagowane na sie kryszta u poprzez uk ad wi za kowalencyjnych w ligandzie mostkuj cym lub/i oddzia ywania mi dzycz steczkowe. Zmiana stanu spinowego jest równie stowarzyszona ze zmian w ciwo ci magnetycznych, co stanowi potencjaln mo liwo wykorzystania tego typu zwi zków w elektronice molekularnej, czy jako pami ci o du ej g sto ci zapisu [1].

Przej cie spinowe najpro ciej mo na scharakteryzowa przy pomocy krzywej przej cia spinowego HS(T), która okre la, jaka cz moleku znajduje si w danej temperaturze w stanie wysokospinowym. Za temperatur przej cia spinowego (T1/2) przyjmuje si umownie temperatur , w której ta sama ilo moleku znajduje si w stanie HS i LS.

Kompleks [Fe(hbtz)2(AL)2](ClO4)2, gdzie hbtz = 1,6-di(tetrazol-2-ylo)heksan, AL = cyjanek allilu, jest przyk adem dwuwymiarowego polimeru koordynacyjnego. Przej cie spinowe ma charakter agodny, ale po przekroczeniu T1/2 wzrasta kooperatywno przej cia, wykazuj c dodatkowo w sk histerez .

W pracy zaprezentowane zostan temperaturowe badania strukturalne oraz badania parametrów sieciowych, które wykazuj podobne zachowanie do krzywej HS(T). Ponadto podczas przej cia spinowego wyst puje porz dkowanie moleku wysoko- i niskospinowych, co prowadzi do tworzenia si nadstruktury.

Badania zosta y sfinansowane w ramach grantu badawczego NCN (No. DEC-2011/01/B/ST5/06311). [1] P. Gütlich, H.A. Goodwin, Top. Curr. Chem. 233, 1 (2004).



110

Struktura kompleksów kwasu fenamowego z aminami trzeciorz dowymi

A. Sroka1 , L. Jerzykiewicz2, I. Majerz1


50-556 Wroc aw, 2Wydzia Chemii, Uniwersytetu Wroc awskiego, Joliot-Curie 14, 50-383 Wroc aw,

Znajomo struktury oraz wynikaj cych z niej w ciwo ci nabiera szczególnego znaczenia w przypadku zwi zków stosowanych jako leki. Utworzenie kokryszta ów z innym zwi zkiem wp ywa na w ciwo ci fizyczne i chemiczne stwarzaj c mo liwo otrzymania substancji o oczekiwanych w ciwo ciach. Leki z grupy niesteroidowych leków przeciwzapalnych (NLPZ), do której nale y kwas fenamowy charakteryzuj si silnym dzia aniem przeciwbólowym i przeciwzapalnym oraz stosunkowo s abym dzia aniem przeciwgor czkowym.

Rys. 1. Kwas fenamowy

W przypadku kwasu fenamowego podstawow modyfikacj prowadz do powstania kokryszta u jest utworzenie kompleksów z mi dzycz steczkowym wi zaniem wodorowym, w którym proton z grupy karboksylowej mo e by zwi zany z akceptorem protonu. Jako akceptory zosta y wybrane aminy trzeciorz dowe. Dla serii kompleksów kwasu fenamowego z aminami zosta y zmierzone struktury rentgenowskie natomiast dla wyja nienia, jakie oddzia ywania odpowiadaj za konformacj cz steczek oraz ich u enie w sieci krystalicznej dla badanych kompleksów o znanej strukturze wykonane zosta y obliczenia

sto ci elektronowej metod Atom In Molecules (AIM). Na ich podstawie scharakteryzowano wyst puj ce w badanych zwi zkach silne wi zanie wodorowe typu OHN oraz s abe oddzia ywania z protonem grupy NH oraz oddzia ywania pomi dzy cz steczkami w sieci krystalicznej.



111

Trójsk adnikowy metamateria gyroskopowy

I. Tralle1, P. Zi ba1, W. Pa ko1

1Katedra Fizyki Teoretycznej, Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Rzeszowski, ul. Prof. St. Pigonia 1, 35-310 Rzeszów

W pracy zaproponowana zosta a metoda utworzenia metamateria u, tj. takiego materia u, który jednocze nie jest gyroskopowy oraz posiada ujemne warto ci zarówno sta ej dielektrycznej jak i przenikalno ci magnetycznej µ. Podstawow ide jest utworzenie mieszanki trzech sk adników, w której jeden za sk adników powoduje powstanie ujemnych warto ci µ w pewnym zakresie cz stotliwo ci, podczas gdy pozosta e dwa dobierane w taki sposób, aby zagwarantowa ujemne warto ci w tym samym obszarze cz stotliwo ci. Pierwszy sk adnik takiego kompozytu jest to "rój" jednodomenowych nanocz stek ferromagnetycznych, zanurzonych w dwóch pozosta ych sk adnikach, mianowicie srebru i Hg1-xCdxTe.

W ramach zaproponowanego modelu zosta y wykonane symulacje komputerowe celem ustalenia domeny istnienia takiego maetamateria u na drodze przeszukiwania siedmiowymiarowej przestrzeni parametrów. G ówny rezultat pracy przedstawia si nast puj co: w ramach rozwa anego modelu uda o si okre li domeny istnienia metamateria u gyroskopowego wzgl dem wszystkich parametrów charakteryzuj cych model, takich jak temperatura, zewn trzne pole magnetyczne, parametry nanocz stek, zawarto kadmu w Hg1-xCdxTe oraz koncentracje poszczególnych sk adników "mieszanki". Ujemny wspó czynnik za amania w takim materiale pojawia si tylko je li materia jest umieszczony w zewn trzne, aczkolwiek niedu e pole magnetyczne rz du maksymalnie ~0.8 T. W niektórych sytuacjach mo e to by zalet , gdy w czenie/wy czenie pola magnetycznego powoduje powstanie b znikni cie lewoskr tno ci materia u. Inaczej mówi c, materia staje si metamateria em przy w czeniu pola magnetycznego.



112

Charakteryzacja dwuwymiarowych warstw utworzonych z klatkowych silseskwioksanów (POSS)

A. Biadasz1, K. K dzierski1, A. Wamke2, K. Dopiera a2, K. Prochaska2

1Instytut Fizyki, Politechnika Pozna ska, ul. Nieszawska 13a, 60-965 Pozna

2Instytut In ynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Pozna ska, pl. M. Sk odowskiej-Curie 2, 60-965 Pozna

Materia y o w ciwo ciach u ytkowych specjalnie projektowanych dla danych zastosowa ciesz si w ostatnich latach du ym zainteresowaniem. Do tej grupy materia ów nale klatkowe silseskwioksany (POSS). POSS stanowi du i zró nicowan grup zwi zków chemicznych, cz one w swojej budowie cechy sztywnego i odpornego chemicznie krzemo-tlenowego rdzenia z w ciwo ciami organicznych grup funkcyjnych przy czonych do jego naro y. W ciwo ci fizykochemiczne POSS wynikaj ce z ich budowy przek adaj si na du ilo potencjalnych kierunków ich zastosowa [1].

Celem pracy jest okre lenie wp ywu struktury chemicznej wybranych zwi zków krzemoorganicznych typu POSS na stabilno tworzenia monowarstw Langmuira oraz mo liwo ich przeniesienia na pod a sta e technik Langmuira-Blogett (LB) i Langmuira-Schaefera (LS). Analiz warstw LB i LS uzupe niono o obrazowanie powierzchni za pomoc skaningowego mikroskopu konfokalnego.

Badania wykonano w ramach projektu UMO-2012/05/B/STO 2200 i 06/62/DSPB/0214.

[1] D.B. Cordes, P. D. Lickiss, and F. Rataboul, Chem. Rev. 110, 2081, (2010)



113

Wp yw parametrów elektrycznych i mechanicznych na wydajno energetyczn nieliniowego, piezoelektrycznego

urz dzenia mechanicznego pozyskuj cego energi z ma ych drga mechanicznych

W. Pa ko1, K. Kucab2 , K. Majchrowski1 1Katedra Fizyki Teoretycznej, Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Rzeszowski

ul. Pigonia 1, 35-310 Rzeszów 2Katedra Biofizyki, Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Rzeszowski

ul. Pigonia 1, 35-310 Rzeszów

Badamy wp yw parametrów elektro-mechanicznych na efektywn moc elektryczn generowan przez urz dzenie poddane drganiom harmonicznym. Urz dzenie sk ada si z ma ego magnesu do czonego do oscylatora piezoelastycznego, który zamyka obwód elektryczny oporem omowym. Magnes porusza si w polu magnetycznym wytworzonym przez dwa magnesy przymocowane bezpo rednio do obudowy urz dzenia, które generuj pole magnetyczne o asymetrycznym kszta cie energii potencjalnej [1].

W pracy analizujemy zale no zarówno mocy efektywnej jak i ca kowitej od cz stotliwo ci drga , a tak e od parametrów charakteryzuj cych elektryczno-mechaniczne w asno ci urz dzenia [2].

[1] K. Kucab, W. Pa ko, K. Majchrowski, G. Górski, International Journal of Structural Stability and Dynamics (2014) – praca przyj ta do druku. [2] H. Vocca, I. Neri, F. Travasso, L. Gammaitoni, Applied Energy 97, 771 (2012).



114

ciwo ci elektryczne i optyczne cienkich warstw nanorurek w glowych

K. K dzierski1, . Majchrzycki, K. Rytel

Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska ul. Nieszawska 13A 61-021 Pozna

Odk d Ijima w 1991 roku odkry nanorurki w glowe [1] naukowcy wielu dziedzin skupiaj swoj uwag na tym materiale. Ze wzgl du na w ciwo ci mechaniczne, wysok odporno termiczn i chemiczn oraz przewodnictwo elektryczne i cieplne, nanorurki w glowe daj ogromne mo liwo ci zastosowania. Bardzo interesuj cym obszarem bada nad nanorurkami

glowymi s ich cienkie warstwy, które mo na wykorzysta jako transparentne elektrody o wysokiej przewodno ci za równo cieplnej jak i elektrycznej. W celu wytworzenia cienkiej warstwy nanorurek w glowych stosuje si wiele metod takich jak: osadzanie elektroforetyczne [2], osadzanie w obecno ci pola magnetycznego [3] czy osadzanie z granicy faz woda – powietrze. Ostatnia z tych metod jest bardzo interesuj ca, poniewa pozwala na wytwarzanie monowarstw materia u na pod u sta ym co umo liwia doskona kontrol grubo ci nanoszonej warstwy. Ponadto mo liwe jest uzyskanie warstwy zorientowanych nanorurek, co skutkuje anizotropowymi w ciwo ciami optycznymi i elektrycznymi [4].

Rys. 1. Schemat struktury nanorurki w glowej, schemat metody Langmuira-Scheafera oraz zdj cie

monowarstwy nanorurek w glowych przeniesionej na foli PCW

W niniejszej pracy prezentowane s wyniki bada w ciwo ci elektrycznych i optycznych cienkich warstw wielo ciennych nanorurek w glowych na pod u sta ym uzyskanych metod Langmuira-Schaefera (horyzontalnego przeniesienia z granicy faz woda-powietrze).

[1] S. Ijima, Nature 354, 56 (1991) [2] A. R. Boccaccini i in. Carbon 44 3149–3160 (2006) [3] B. B. Wang i in. Adv. Mater., 22, 3067–3070 (2010) [4] Y. Kim, N. Minami, W. Zhu, S. Kazoui, R. Azumi, M. Matsumoto, Jpn. J. Appl. Phys. 42 (2003)

Praca zosta a sfinansowana ze rodków Politechniki Pozna skiej (06/62/DSPB/0214)



115

Krzemionka mezoporowata SBA-15 aktywowana jonami metali- synteza i w asno ci fizykochemiczne

M. Laskowska1, . Laskowski2, K. Dzili ski1

1Instytut fizyki, Wydzia In ynierii Produkcji i Technologii Materia ów, Politechnika Cz stochowska

2Instytut Inteligentnych Systemów Informatycznych, Wydzia In ynierii Mechanicznej i Informatyki, Politechnika Cz stochowska

Krzemionka mezoporowata SBA-15 aktywowana jonami metali by a badana pod kontem poprawno ci procedury syntezy [1]. Do funkcjonalizacji u yto niklu, miedzi oraz elaza. Struktur badanego zwi zku potwierdzono za pomoc mikroskopii TEM (Rys. 1), termodynamicznej charakterystyki w ciwo ci adsorpcyjnych (BET oraz BHJ) oraz rentgenografii strukturalnej.

Rys. 1. Mikrofotografia TEM krzemionki mezoporowatej SBA-15 zawieraj cej grupy fosforanu miedzi.

Obserwacji dokonano wzd kierunku u enia por, oraz prostopadle.

Analiza elementarna EDX pozwoli a na oszacowanie proporcji pomi dzy pierwiastkami, wyst puj cymi w próbkach. W celu sprawdzenia wi za pomi dzy jonami metali i grupami propylowo-fosforanowymi przeprowadzono badania spektroskopowe Ramana. Jako badanie wspomagaj ce spektroskopi Ramana wykonano symulacje numeryczne, z u yciem metody DFT (B3LYP) [2]. Poprzez porównanie widma eksperymentalnego i teoretycznego badanego materia u, potwierdzono równomierny rozk ad aktywnych moleku wewn trz krzemionkowej matrycy.

[1] R.Corriu, L. Datas, Y. Guari, A. Mehdi, C. Reye, C. Thieuleux, Chem. Commun. 8, 763-764 (2001) [2] Z. Wang, D. Wang, Z. Zhao, Y. Chen, J. Lan, Computational and Theoretical Chemistry 963, 403-411 (2011)



116

Morfologie warstw polipirolu elektroosadzonego z hydrofilowej cieczy jonowej

M. Grzeszczuk1


Polipirol osadzano na z ocie metodami elektrochemicznej polimeryzacji pirolu. Jako elektrolity stosowano ciecz jonow tetrafluoroboran 1-butylo-3-metyloimidazoliowy, BMIMBF4, i jej mieszaniny z wod . Produkty polimeryzacji charakteryzowano cykliczn woltametri , elektrochemiczn spektroskopi impedancyjn , skaningow mikroskopi elektronow oraz metod mikroanalizy rentgenowskiej. Morfologia powierzchni warstwy polipirolu od strony elektrolitu zale y od natury elektrolitu i grubo ci warstwy polimeru. Badano korelacje pomi dzy charakterystyk impedancyjn a morfologi powierzchni wytworzonych warstw polipirolowych. Dyskutowano uwarunkowania przestrzennego upakowania cuchów polimeru w warstwach o grubo ciach submikrometrowych. Obserwowano ró ne morfologie powierzchni warstw polimeru – od przypominaj cych osad sta okrystaliczny do sztywnej transparentnej cieczy koloidalnej. Pokazano, e ciecz jonowa pozwala na wytworzenie ró nych mikro i nanostruktur polipirolu.

Rys. 1. Obrazy skaningowej mikroskopii elektronowej warstw polipirolu na z ocie otrzymanych z suchego BMIMBF4 (lewy) i równomolowej mieszaniny BMIMBF4 -woda (prawy). Obszar powierzchni 12 m x 14 m.

[1] M. Grzeszczuk, R. Ozsakarya, Surface morphology and corresponding electrochemistry of polypyrrole films electrodeposited using a water miscible ionic liquid, RSC Adv. 4, 22214 (2014).



117

Morfologia i struktura krystaliczna warstw wytworzonych technik wylewania strefowego z czteroestrów n-alkilowych

kwasu peryleno-(3,4,9,10)-czterokarboksylowego

A. Adamski1, J. Makowiecki1, E. Piosik1, M. Kotkowiak2, D. Paukszta3, E. Wolarz1

1Katedra Spektroskopii Optycznej, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska ul. Nieszawska 13a, 60-965 Pozna


3Zak ad Polimerów, Wydzia Technologii Chemicznej, Politechnika Pozna ska ul. Sk odowskiej-Curie 5, 60-965 Pozna

W komunikacie przedstawione zostan wyniki bada spektroskopowych, rentgenowskich i mikroskopowych warstw wytworzonych technik wylewania strefowego (ang. zone-casting) z czteroestrów n-alkilowych kwasu peryleno-(3,4,9,10)-czterokarboksylowego (PTAE). Cz steczki tych barwników maj p aski rdze perylenowy, w którym wyst puj liczne wi zania typu . Zdelokalizowane elektrony tych wi za mog si swobodnie przemieszcza w cz steczce. Po czenie wi kszej liczby cz steczek danego barwnika w agregaty molekularne prowadzi do powstania pasm energetycznych w uk adzie. Dzi ki temu agregaty molekularne przypominaj pod wzgl dem w ciwo ci elektrycznych typowe pó przewodniki nieorganiczne. Z tego powodu istotne jest zbadanie mo liwo ci wytwarzania cienkich warstw z wykorzystaniem barwników z serii PTAE w celu zastosowania ich w technologii elementów pó przewodnikowych (OLED, OPVC, OFET).

W ramach prowadzonych bada warstwy wytwarzano na hydrofilowych pod ach sta ych. Zbadano morfologi warstw, wykorzystuj c do tego celu konfokalny mikroskop fluorescencyjny oraz mikroskop si atomowych. Stwierdzono, e warstwy otrzymane ze zwi zków o krótszych cuchach alkilowych daje si formowa na pod u w postaci wyd onych struktur przypominaj cych pr ty.

Wykonano równie analiz widm absorpcyjnych i fluorescencyjnych wybranych barwników z serii PTAE w roztworze (tetrahydrofuran) i w wytworzonych warstwach. Ponadto, dla wybranych warstw wykonane zosta y badania szerokok tow dyfrakcj promieni rentgenowskich. Dzi ki temu okre lono struktur krystaliczn otrzymanych warstw.

Warstwy organiczne wytworzono równie na specjalnie przygotowanych pod ach z naparowanymi elektrodami. Próbki wykonano w taki sposób, aby struktury pr topodobne tworzy y kana y przewodz ce cz ce elektrody. Dla tak przygotowanych próbek zbadano zale no nat enia pr du elektrycznego w warstwie organicznej od przy onego napi cia.

Praca naukowa by a finansowana ze rodków na nauk w roku 2014 jako projekt badawczy nr 06/64/DSMK/0416.



118

Wp yw terminalnych grup alkoksylowych oraz ugrupowa aromatycznych na ciek okrystaliczny polimorfizm

pochodnych 4-nitroazobenzenu

M. Podruczna1, Z. Galewski1

1Wydzia Chemii, Uniwersytet Wroc awski, ul. Joliot-Curie 14, 50-383 Wroc aw

Wspó czesny przemys stale poszukuje nowych materia ów dla nowoczesnych technologii. Wa grup s tu substancje ciek o-krystaliczne b ce podstaw technologii LCD. Zwi zkami o niezwykle interesuj cych w ciwo ciach mezogennych s pochodne azobenzenu, niestety nieu yteczne w produkcji paneli LCD ze wzgl du na swoj wiat oczu . Ale obecnie ta w ciwo czyni je niezwykle interesuj cymi materia ami dla

nowoczesnej opto-elektroniki. Mamy szerok mo liwo modyfikacji podstawników umo liwiaj projektowanie materia ów wielofunkcyjnych poprzez wymian takich parametrów strukturalnych jak grupy terminalne [1-2], ugrupowania chiralne [3], dodatkowe pier cienie aromatyczne [4] czy zmiana kszta tu [5]. Niniejszy komunikat przedstawi syntez oraz charakterystyk ciek okrystaliczn trzech szeregów homologicznych, pochodnych 4-nitroazobenzenu. Dyskutowany b dzie wp yw

ugo ci cuchów alkoksylowych, liczba pier cieni aromatycznych oraz rodzaj grup cz cych pier cienie benzenowe na ich w ciwo ci ciek okrystaliczne. Zbadano

i zaprezentowano 32 pochodne kalamityczne (12 z nich nieopisanych w literaturze); 28 spo ród nich wykazuj w ciwo ci mezogenne i obecno fazy smektycznej A i/lub nematycznej.

O

O N

O N N

O

O

CnH2n+1

O

CnH2n+1

N

N NO

O

O

N

N N

N NO

O

O

O

CnH2n+1

A

B

C

Rys. 1. Trzy grupy prezentowanych zwi zków Rys. 2. Porównanie w ciwo ci ciek okrystalicznych alkokybenzoesanów 4-(4’-nitrofenyloazo)fenylu

[1] Smith. G. Advanced in Liquid Crystals; Academic Press: New York, USA (1975) [2] Johnson, J. F., Porter, R.S. Liquid Crystals and Ordered Fluids; Plenum Press: New York, USA (1970) [3] Jian-She H., Xia Z, Ying-Gang J., Qing-Bao M., Liq Cryst. 2012 (39) 121–131 [4] Yeap G.Y., Balamurugan S., Rakesh S., Liq Cryst. 2013 (40) 555–563 [5] Alaasar M., Prehm M., Tschierske C., Liq Cryst. 2013 (40) 656–668



119

Badania spektroskopowe nowych przewodników protonowych pochodnych kwasów dikarboksylowych

K. Pogorzelec-Glaser1, A. api ski1

1Instytut Fizyki Molekularnej, PAN, ul. Smoluchowskiego 17, 60-179 Pozna

Od ponad dwudziestu lat przewodniki protonowe budz du e zainteresowanie ze wzgl du na swoj odmienno w stosunku do typowych przewodników jonowych i superjonowych oraz na mo liwo zastosowania ich, jako elektrolitów w ogniwach paliwowych. Obecnie poszukuje si materia ów wykazuj cych wysokie przewodnictwo protonowe w wysokich temperaturach, w których transport protonów nie zale by od obecno ci moleku wody. W przeciwie stwie do uwodnionych przewodników protonowych, których nie mo na zastosowa w ogniwach paliwowych powy ej 100 C, nowe wysokotemperaturowe sole benzimidazolu mog yby znale praktyczne zastosowania.

Maj c na uwadze poszukiwania tego typu materia ów uda o nam si otrzyma nowe przewodniki oparte na uk adzie benzimidazol – kwas glutarynowy oraz pimelinowy. Dla otrzymanych uk adów zosta y przeprowadzone szczegó owe badania krystalograficzne, z których wynika, e otrzymane zwi zki krystalizuj w uk adzie jednosko nym w grupie przestrzennej P21/n. Ponadto, analiza przestrzenna u enia moleku wskazuje na wyst powanie cie ek przewodnictwa w obr bie pojedynczych warstw (Rys.1). Mechanizm przewodzenia w tych uk adach oparty jest na modelu Grotthusa.

(a) (b)

Rys. 1. Projekcja pojedynczej warstwy w gluatarynianie benzimidazoliowym (a) oraz pimielinianie benzimidazoliowym (b)

ównym celem tej pracy by o przeprowadzenie bada spektroskopowych nowych przewodników protonowych. Szczególn uwag zwrócono na opis struktury oscylacyjnej i elektronowej oraz na scharakteryzowanie metodami spektroskopowymi sieci wi za wodorowych. Wyniki bada otrzymano z wykorzystaniem eksperymentalnych i teoretycznych metod. Widma badanych soli zarejestrowano w szerokim zakresie spektralnym od dalekiej podczerwieni do ultrafioletu oraz z wykorzystaniem techniki rozpraszania Ramana. Na potrzeby interpretacji danych do wiadczalnych przeprowadzono stosowne obliczenia teoretyczne: DFT (ang. density functional theory) oraz TD-DFT (ang. time-dependent density functional theory).



120

Przeniesienie protonu w 2,6-dichloro-4-nitrofenolanie 3-metylopirydyny

I. Majerz1 M.J. Gutmann2


50-556 Wroc aw, 2Rutherford Appleton Laboratory, ISIS Facility.Chilton Didcot, Oxfordshire OX11 0QX,

United Kingdom

W celu precyzyjnego wyznaczenia po enia proton w silnym, mi dzycz steczkowym wi zaniu wodorowym typu OHN zosta a zmierzona struktura neutronowa 2,6-dichloro-4-nitrofenolanu 3-metylopirydyny.

Rys. 1. Struktura 2,6-dichloro-4-nitrofenolanu 3-metylopirydyny Poniewa w najsilniejszych wi zaniach wodorowych proton mo e si przemieszcza pod wp ywem temperatury, struktura ta zosta a wyznaczona dla szeregu temperatur w szerokim zakresie. Zmiana temperatury powoduje nie tylko zmian stopnia przeniesienia protonu, lecz równie zwi zanych z nim parametrów geometrycznych takich jak d ugo mostka wodorowego O…N, d ugo ci NH, OH i CO oraz k t OHN. Parametry te zosta y porównane z innymi zmierzonymi wcze niej dla analogicznych kompleksów. Znajomo struktury z protonem poruszaj cym si wzd mostka wodorowego pozwala na prze ledzenie mechanizmu przeniesienia protonu. Jest ono zwi zane ze zmian g sto ci elektronowej w mostku wodorowym oraz w cz steczce donora i akceptora protonu. Zmianie ulegaj tez orbitale molekularne sk adników kompleksu. Dla struktur eksperymentalnych uzupe nionych o modelowe uk ady o ró nym stopniu przeniesienia protonu wykonano obliczenia przy yciu metod AIM i NBO, co pozwala na szczegó owe zbadanie mechanizmu przeniesienia protonu.

1 Autor do korespondencji: [email protected] ([email protected])


121

Graniczny przypadek wewn trz-molekularnego przeniesienia protonu - cz steczka 12-hydroxy-1-azaperylenu

I. Deperasi ska1, D.T. Gryko2, E. Karpiuk1, B. Kozankiewicz1, A. Makarewicz1, J. Piechowska2

1 Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

2 Instytut Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa

Cz steczki 12-hydroxy-1-azaperylenu (HAP) umieszczone w matrycach n-heptanu oraz n-nonanu badane by y w temperaturze 5 K [1]. Analiza zarejestrowanych widm absorpcji, fluorescencji oraz wzbudzenia fluorescencji poparta by a obliczeniami kwantowo-mechanicznymi. Badania pokaza y, e cz steczki HAP istniej w dwóch formach, które mo na zidentyfikowa jako formy enolowa oraz ketonowa. Osobliwo ci jest wniosek, e obie formy tautomeryczne maj stabilne minima na powierzchniach energii potencjalne zarówno w elektronowym stanie podstawowym S0 jak i w stanie wzbudzonym S1.

Rys. 1. Schemat energii potencjalnej dla cz steczki HAP wraz z zaznaczonymi przej ciami elektronowymi.

Ka da forma ma swoje w asne widmo absorpcji i fluorescencji. Przesuni cie batochromowe widma fluorescencji, przypisywane zazwyczaj formie keto, nie jest obserwowane. Cz steczka HAP mo e by wi c uwa ana za graniczny przypadek uk adu z wewn trz-molekularnym przeniesieniem protonu w stanie wzbudzonym (ESIPT), gdzie obie formy tautomeryczne s stabilne w stanie podstawowym i wzbudzonym. Silniejsza stabilizacja formy ketonowej w polarnych rozpuszczalnikach oraz formy enolowej w niepolarnych przejawia si znaczn ró nic wydajno ci kwantowych [2].

[1] I. Deperasi ska, D. T. Gryko, E. Karpiuk, B. Kozankiewicz, A. Makarewicz, J. Piechowska, J. Phys. Chem. A 116, 2109 (2012). [2] D. T. Gryko, J. Piechowska, M. Ga zowski, J. Org. Chem. 75, 1297 (2010).



122

Badania ramanowskiego rozpraszania wiat a warstw wytworzonych technik wylewania strefowego z czteroestrów n-alkilowych kwasu peryleno-(3,4,9,10)-czterokarboksylowego

A. Nowicka1, A. Adamski1, B. Barszcz2, M. Szybowicz1, E.Wolarz1

1Katedra Spektroskopii Optycznej, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska ul. Nieszawska 13a, 60-965 Pozna

2Instytut Fizyki Molekularnej, Polska Akademia Nauk, ul. M. Smoluchowskiego 17, 60-179 Pozna

Otrzymywanie struktur przewodz cych z barwników ciek okrystalicznych jest interesuj ce ze wzgl du na mo liwo ci aplikacyjne w organicznych elementach pó przewodnikowych (OLED, OPVC, OFET). W przypadku zwi zków wykazuj cych mezofaz kolumnow , krystalizuj cych w postaci wyd onych struktur, mo liwe jest wymuszenie kierunku krystalizacji, a przez to wytworzenie kana ów przewodnictwa elektrycznego.

Materia badawczy zosta przygotowany z wybranych barwników z serii czteroestrów n-alkilowych kwasu peryleno-(3,4,9,10)-czterokarboksylowego. Wytworzone warstwy otrzymano z wykorzystaniem metody wylewania strefowego (ang. zone-casting). Badany barwnik zosta rozpuszczony w tetrahydrofuranie, a nast pnie dzi ki technice wylewania strefowego osadzany w sposób ci y na pod e szklane, poruszaj ce si jednostajnie pod stacjonarn dysz dozuj roztwór. W trakcie procesu wylewania roztwór tworzy stabilny menisk pomi dzy dysz , z której podawano roztwór osadzanego materia u, a pod em. Z powierzchni menisku nast powa o odparowanie rozpuszczalnika, co powodowa o wytr canie si barwnika z roztworu.

Tak otrzymane warstwy poddano badaniom z wykorzystaniem spektroskopii ramanowskiego rozpraszania wiat a. Celem bada by o okre lenie uporz dkowania moleku barwnika, polegaj cego na wyznaczeniu intensywno ci integralnej wybranego pasma ramanowskiego w funkcji zmiany k ta pomi dzy wektorem polaryzacji wiat a padaj cego a wektorem wyró niaj cym kierunek uporz dkowania moleku w badanej próbce. Otrzymano równie spolaryzowane widma ramanowskiego rozpraszania wiat a dla ró nych temperatur. Wyniki te pos y do próby okre lenia uporz dkowania moleku w warstwie.

W celu precyzyjnej interpretacji wyników, otrzymanych metod spektroskopii Ramana, przeprowadzono obliczenia kwantowo-mechaniczne metod teorii funkcjona ów g sto ci elektronowej (DFT).

Praca naukowa by a finansowana ze rodków na nauk w roku 2014 jako projekt badawczy nr 06/64/DSMK/0416.



123

Przej cie fazowe metal-izolator w chiralnej soli [(S,S)-DM-EDT-TTF]2ClO4 wykazuj cej anizotropi magnetochiraln

I. Olejniczak1 , J. Matysiak1, F. Pop2, N. Avarvari2 1Instytut Fizyki Molekularnej, Polskiej Akademii Nauk

ul. Smoluchowskiego 17,60-179 Pozna 2UMR 6200, CNRS, Laboratoire MOLTECH-Anjou, UFR Sciences, Université d'Angers,

Angers (France)

Chiralne sole z przeniesieniem adunku [(S,S)-DM-EDT-TTF]2ClO4 oraz [(R,R)-DM-EDT-TTF]2ClO4 pierwszymi przewodnikami organicznymi, w których wyst puje niedawno odkryty efekt anizotropii magnetochiralnej [1]. Sole te utworzone przez chiralne moleku y dimetyloetylenoditio-tetratiafulwalenu (DM-EDT-TTF) [2] (Rys. 1), krystalizuj w enancjomorficznych hexagonalnych grupach przestrzennych P6222 ([(S,S)-DM-EDT-TTF]2ClO4) oraz P6422 ([(R,R)-DM-EDT-TTF]2ClO4). Warstwy przewodz ce zbudowane s z jednorodnych kolumn DM-EDT-TTF oddzia uj cych ze sob za pomoc krótkich kontaktów S···S [1]. Kszta t uzyskanych z oblicze powierzchni Fermiego sugeruje kwazijednowymiarowe przewodnictwo o charakterze metalicznym w temperaturze pokojowej oraz mo liwo przej cia fazowego metal-izolator do stanu podstawowego z falami g sto ci adunku (CDW) lub falami g sto ci spinów (SDW) w niskiej temperaturze. Przej cie to obserwuje si w temperaturze 40 K w przypadku obu soli [1].

Rys. 1. Moleku a donora (S,S)-DM-EDT-TTF

Aby lepiej zrozumie mechanizm przej cia metal-izolator w soli [(S,S)-DM-EDT-TTF]2ClO4, przeprowadzili my badania widm odbiciowych w podczerwieni w funkcji temperatury. Nieoczekiwanie, pomiary dla ró nych kierunków polaryzacji w warstwie przewodz cej nie wykaza y adnych ró nic w widmach odbiciowych. Wraz z obni aniem temperatury zaobserwowano znacz ce zmiany, zarówno w przypadku widm elektronowych, jak i pasm oscylacyjnych. Wyniki naszych pomiarów sugeruj , e przej cie metal-izolator do fazy CDW w soli [(S,S)-DM-EDT-TTF]2ClO4 jest poprzedzone dystorsj sieci, która pojawia si ju poni ej 200 K.

[1] F. Pop, P. Auban-Senzier, E. Canadell, G.L.J.A. Rikken, N. Avarvari, Nature Comm. 5, 3757 (2014). [2] F. Pop, P. Auban-Senzier, A. Fr ckowiak, K. Ptaszy ski, I. Olejniczak, J.D. Wallis, E. Canadell, N. Avarvari, J. Am. Chem. Soc. 135, 17176 (2013).



124

Dynamika molekularna ciek ego kryszta u (4-(4’oktylobifenylo)karboksylanu) 4-(2-metylobutylo) fenolu) (CE8) wykazuj cego istnienie fazy niebieskiej „widziana”

spektroskopi dielektryczn

G. Lewi ska, W. Otowski1

1 Instytut Fizyki, Politechnika Krakowska, ul. Podchor ych 1, 30-084 Kraków

Faza niebieska ciek ych kryszta ów wykazuje unikalne w ciwo ci które s podstaw budowy nowego typu wy wietlacza zaprezentowanego w wersji komercyjnej przez firm Samsung w 2007 roku. Tak zwany wy wietlacz „fazy niebieskiej” eliminuje konieczno stosowania filtrów barwnych (trzech podstawowych kolorów) oraz nie wymaga u ycia warstwy anizotropowej warstwy porz dkuj cej. Stosowany do budowy tego typu ciek y kryszta to mieszanina, rozszerzaj ca temperaturowy obszar fazy niebieskiej do kilkudziesi ciu stopni - w uk adzie jednoska adnikowym faza niebieska ma temperaturowa szeroko oko o 1K. W roku 2005 naukowcy z Uniwersyteu z Cambridge zaprezentowali mieszanin ciek okrystaliczn rozszerzaj faz niebiesk na przedzia kilkudziesi ciu stopni.

Jednak problem stabilno ci chemicznej i niezawodno takich mieszanin jest wci nie w pe ni rozwi zany. Dlatego wiedza o dynamice molekularnej ciek ych kryszta ów z faz niebiesk jest warunkiem pe nego zrozumienia systemów wielosk adnikowych. W naszej prezentacji przedstawiamy wyniki bada (4-(4’oktylobifenylo)karboksylanu) 4-(2-metylobutylo) fenolu) (CE8) ciek ego kryszta u wykazuj cego istnienie fazy niebieskiej, dobrego kandydata do produkcji mieszaniny z faz niebiesk . CE8 wykazuje z ony polimorfizm [1], a jego dynamiki molekularna zosta a przeanalizowana na podstawie wyników spektroskopii dielektrycznej [2].

[1] G. Lewi ska, W. Otowski, Polymorphism investigation of (4 (4’oktylobiphenyl)carboksylan ) 4-(2-methylobuthyl) phenol liquid crystal having blue phase. Acta Physica Polonica A, (2010), Vol.117, No. 4, 562-565.

[2] W. Otowski, G. Lewi ska Molecular dynamic of (4-(4’oktylobiphenyl)carboksylan) 4-(2-methylobuthyl) phenol liquid crystal having blue phase seen via the dielectric spectroscopy method. Acta Physica Polonica A, (2014), Vol.125, No. 5, 1152-1158.



125

Efekty dynamicznych sprz w spolaryzowanych widmach w podczerwieni kryszta ów molekularnych kwasów

dikarboksylowych

J.T. Ho aj-Krzak1 1Instytut Chemii, Uniwersytet ski

ul. Szkolna 9, 40-006 Katowice

W pracy przedstawiono analiz spolaryzowanych widm monokrystalicznych próbek wybranych kwasów -dikarboksylowych: bursztynowego (butanodiowego) [1], malonowego (propanodiowego) [2] i tereftalowego (benzeno-1,4-dikarboksylowego) [3]. Badaniami obj to wszystkie deuterowe pochodne zwi zków. Prezentowane wyniki stanowi kontynuacj prac [4,5] z zakresu problematyki wi zania wodorowego tej grupy zwi zków.

Otrzymane w temperaturze ciek ego azotu oraz pokojowej widma spolaryzowane wi zania wodorowego w podczerwieni dowodz zachodzenia w zasocjowanych uk adach molekularnych wysoce niekonwencjonalnych efektów. ród em obserwowanych w zakresie cz sto ci pasm O–H oraz O–D widm monokryszta ów anomalii, towarzysz cych zmianom temperatury oraz rozcie czeniu izotopowemu deuterem, jest mechanizm sprz enia wibronowego protonowych (deuteronowych) drga rozci gaj cych w obr bie cyklicznych dimerów grup karboksylowych, z ruchami elektronowymi, obejmuj cymi zasocjowane moleku y.

Efekty „samoorganizacji izotopowej H/D”, zwi zane z nielosowym rozk adem protonów i deuteronów pomi dzy mostkami wodorowymi w rozcie czonych izotopowo kryszta ach,

ce nast pstwem dynamicznych oddzia ywa kooperatywnych, jak równie efekty ewolucji temperaturowej widm spolaryzowanych kryszta ów kwasu bursztynowego oraz jego izotopomerów, wskazuj na generowanie quasi- -elektronowych struktur mezomerycznych.

Bardzo podobne w uj ciu jako ciowym w asno ci charakteryzuj analogiczne widma otrzymywane dla monokryszta ów kwasu malonowego i jego izotopomerów.

Dotychczasowe badania ujawni y zachodzenie dynamicznych oddzia ywa kooperatywnych „dalekiego zasi gu” pomi dzy wi zaniami wodorowymi w obr bie relatywnie du ych domen, powstaj cych w cuchowych strukturach asocjatów molekularnych w sieci krystalicznej. Dotychczas uwa ano, e na wydajno ich nie rzutowa sposób podstawienia izotopowego w obr bie szkieletów molekularnych cz cych grupy funkcyjne uczestnicz ce w tworzeniu mostków wodorowych. W przypadku kwasu tereftalowego oraz jego izotopowych pochodnych okazuje si , i efekty „samoorganizacji izotopowej H/D” s skrajnie dalekiego zasi gu. [1] H.T. Flakus, B. Hachu a, J.T. Ho aj-Krzak, Effects of hyperconjugation on to dynamical coupling mechanisms involving hydrogen bonds in the polarized IR spectra of succinic acid crystals, wys any do czasopisma. [2] H.T. Flakus, B. Hachu a, J.T. Ho aj-Krzak, Infrared spectral properties of hydrogen-bonded malonic acid crystals, w przygotowaniu. [3] J.T. Ho aj-Krzak, wyniki nieopublikowane. [4] H.T. Flakus, M. Jab ska, A. Tyl, Polish J. of Chem. 83 (2009) 869. [5] H.T. Flakus, A. Tyl, M. Jab ska, Chem. Phys. 364 (2009) 76.



126

Wp yw oddzia ywa powierzchniowych na dynamik moleku 5*CB

A. B k1 , K. Ch dowska1

1Katedra Fizyki, Wydzia Matematyki i Fizyki Stosowanej, Politechnika Rzeszowska ul. Powsta ców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

4-cyano-4-n-pentylbiphenyl (5*CB) jest ciek ym kryszta em, w którym podczas ch odzenia, w przedziale temperatur 246,8 – 210 K, tworzy si faza cholesterolowa, atwo przechodz ca w szk o podczas dalszego och adzania [1].

ciwo ci 5*CB zosta y ju dobrze poznane. W naszych badaniach skupili my si na okre leniu wp ywu oddzia ywa powierzchniowych na dynamik moleku tej substancji. Celem zwi kszenia powierzchni oddzia ywania tworzyli my mieszanin 5*CB ze sproszko-wanymi ziarnami porowatego Al2O3 oraz umieszczali my 5*CB w membranach o regular-nym rozk adzie porów o rednicach 100 i 20 nm (Annopory – Whatman Co). Dla ka dej próbki wykonali my pomiary zespolonej przenikalno ci elektrycznej w funkcji temperatury i cz stotliwo ci wykorzystuj c analizator impedancji Agilent 4294A i system pomiarowy Novocontrol Concept 80.

Na Rys. 1 przedstawiamy war-to ci rzeczywistej sk adowej sta ej dielektrycznej ’(T), dla cz stotliwo ci 100 Hz, zmie-rzone podczas ch odzenia i ogrzewania próbek. Wida wyra nie, e zale no ci tempe-raturowe s inne dla ka dej z badanych próbek. Dla próbek 5*CB + ziarna Al2O3 i 5*CB + membrana 100nm obserwuje-my histerez warto ci ’(T), natomiast dla 5*CB umiesz-czonego w membranie 20nm warto ci ’(T) uzyskane pod-czas ch odzenia i ogrzewania

takie same, wnioskujemy, e podczas ogrzewania 5*CB nie krystalizuje.

Pomiary cz stotliwo ciowe wskazuj , e procesy relaksacyjne maj z ony charakter. Oprócz procesów charakterystycznych dla „czystego” 5*CB obserwujemy inne, które musz by wynikiem oddzia ywa moleku z powierzchni . W obszarach przypowierzchniowych moleku y mog kotwiczy na powierzchni ziaren Al2O3 lub ciankach matrycy. Dodatkowo kszta t i rozmiar porów w matrycach wymusza prawie osiowe uporz dkowanie moleku w ich wn trzu. Te czynniki wp ywaj na reorientacj moleku powoduj c hamowanie rotacji czy te pojawienie si innych ruchów jak np. tumbling. [1] H. Suzuki, A. Inaba, J. Krawczyk, M. Massalska-Arod , J. Chem. Thermodynamics 40 1232 (2008). 1 Autor do korespondencji: [email protected]

Rys. 1. Zale no sta ej dielektrycznej ’(T) dla trzech próbek: mieszanina 5*CB z ziarnami Al2O3, 5*CB w membranie 100nm, 5*CB w membranie 20nm


127

Badania widm wzbudzenia fluorescencji skupisk cz steczek terylenu w kryszta ach p-terfenylu

M. Bia kowska1, A. Makarewicz, B. Kozankiewicz Zespó Fotofizyki Molekularnej; Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk

Al.Lotników 32/4,6 08-668 Warszawa

W niniejszej pracy analizujemy, po raz pierwszy zauwa one, tworzenie si skupisk cz steczek terylenu (Tr) w strukturze kryszta u p-terfenylu (p-T) [1]. Monokryszta y p-T silnie domieszkowane Tr otrzymane zosta y w procesie kontrolowanej temperatur sublimacji obu sk adników w atmosferze gazu szlachetnego. Charakterystyczny, uzyskany przy pomocy mikroskopu wspó ogniskowego dwuwymiarowy obraz nat enia fluorescencji w temperaturze 5 K przedstawiony zosta na rys. 1. Obraz taki bardzo dobrze, z pozoru, przypomina obraz obserwowany dla pojedynczych cz steczek Tr w kryszta ach p-T, w których st enie cz steczek Tr jest niskie. O tym, e mamy do czynienia ze zbiorami cz steczek Tr dowodz badania widma wzbudzenia fluorescencji.

Ustawiaj c obserwacj na ciemnym tle i skanuj c laser w zakresie od 17200 do 17500 cm-1, rejestruje si widmo wzbudzenia fluorescencji z liniami odpowiadaj cymi mikro-otoczeniom X1, X2, X3 i X4 dla zbioru cz steczek Tr [2]. Mikro-otoczenia te identyfikowano jako odpowiadaj ce substytucyjnemu zast pieniu w komórce elementarnej kryszta u (sk adaj cej si z 4 cz steczek p-T) jednej cz steczki p-T przez jedn cz steczk Tr [2]. Ustawiaj c mikroskop na ja niejszej plamce, oprócz linii analogicznych do tych rejestrowanych w tle obserwuje si dodatkowe linie zwi zane z defektami strukturalnymi, i tworzeniem si skupisk.

Rys. 1. Dwuwymiarowy obraz, o wymiarach 30x30 µm2, nat enia fluorescencji otrzymany przy pomocy

mikroskopu wspó ogniskowego w 5 K. Jasne plamki to skupiska cz steczek Tr w krysztale p-T.

[1] J.S.Kummer, F.Kulzer, R.Kettner, Th.Basche, C.Tietz, C.Glowatz, C.Kryschi, J.Chem.Phys. 107, 7673 (1997). [2] D.Wi cek, Pojedyncza cz steczka terylenu jako sonda jej nanootoczenia, praca doktorska, Instytut Fizyki PAN w Warszawie, Warszawa (2009)



128

Azometinodiimidy z ugrupowaniami tiofenowymi – ciwo ci i zastosowania

M. Grucela-Zaj c1 , J. Senetra2, E. Schab-Balcerzak1

1Instytut Chemii, Wydzia Matematyki, Fizyki i Chemii, Uniwersytet ski ul. Szkolna 9, 40-006 Katowice

2Instytut Fizyki, Politechnika Krakowska ul. Podchor ych 1, 30-035 Kraków

Zwi zki organiczne, zarówno ma ocz steczkowe jak i polimery, budz du e zainteresowanie ze wzgl du na potencjalne zastosowanie w elektronice czy optoelektronice w miejsce do tej pory stosowanych zwi zków nieorganicznych. Mo liwo ci aplikacyjne nowych materia ów zale od wielu czynników. Zasadniczym wymaganiem (opto)elektroniki jest uzyskanie dobrze zdefiniowanych pó przewodników, o wysokiej stabilno ci, dobrej przetwarzalno ci oraz posiadaj cych odpowiednie w ciwo ci elektronowe [1]. W zwi zku z tym prowadzone s intensywne badania zwi zków, o specjalnie zaprojektowanej budowie, w celu otrzymania nowych, przetwarzanych materia ów o z góry za onych w ciwo ciach. Obiecuj cym wydaje si by wprowadzenie pier cieni imidowych pe ni cych rol akceptora elektronów oraz odpowiedniego fragmentu b cego donorem elektronów (np. grupy tiofenowe), które mog o by pozwoli na otrzymanie uk adu donor-akceptor, znajduj cego szerokie zastosowanie w optoelektronice [2].

W pracy przedstawiono trzy nowe zwi zki zawieraj ce w swojej strukturze wi zania iminowe oraz diimid naftalenowy i tiofen, bitiofen oraz EDOT. W ciwo ci termiczne zwi zków zbadano za pomoc termograwimetrii (TGA) oraz ró nicowej kolorymetrii skaningowej (DSC). Otrzymane zwi zki wykazywa y wysok stabilno termiczn (T5% powy ej 390oC). Analiza DSC wykaza a, e zwi zki te s szk ami molekularnymi (Tg w zakresie od 277 do 291oC). W ciwo ci optyczne zbadano stosuj c spektroskopi UV-Vis zarówno w roztworach przy ró nych st eniach jak i w blendach z poli(metakrylanem metylu). W ciwo ci elektrochemiczne okre lono za pomoc woltamperometrii cyklicznej (CV). Wyznaczone przerwy elektrochemiczne mie ci y si w zakresie od 1,25 eV do 1,89eV. Otrzymane diimidy zastosowano w mieszaninie z poli(3-heksylotiofenem) (P3HT), jako warstw aktywn do konstrukcji ogniw fotowoltaicznych o architekturze ITO/PEDOT:PSS/AzNDI:P3HT/Al. Charakterystyki pr dowo-napi ciowe zmierzono bez

wietlenia i przy symulowanym o wietleniu (1,3 mW/cm2). Otrzymane ogniwa wykazywa y efekt fotowoltaiczny.

[1] A. Pron, P. Gawrys, M. Zagorska, D. Djurado, R. Demadrille, Chem. Soc. Rev. 39, (2010) 2577. [2] R. Rybakiewicz, D. Djurado, H. Cybulski, E. Dobrzynska, I. Kulszewicz-Bajer, D. Boudinet, J.-M. Verilhac, M. Zagorska, A. Pron, Synth. Met. 161, 1600 (2011)



129

Teoretyczna optymalizacja w asno ci molekularnego fotoprze cznika optycznego

M.F. Rode1 , A.L. Sobolewski

Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa, Polska,

Bistabilne cz steczki s badane ze wzgl du na potencjalne zastosowanie jako diody emituj ce wiat o, lub jako bity pami ci na poziomie cz steczkowym. Cz steczka funkcjonuj ca jako prze cznik powinna posiada dwie stabilne formy, które mog by wzajemnie prze czane poprzez przy enie zewn trznego pola elektrycznego, reakcj chemiczn lub wzbudzenie optyczne. W naszych badaniach szukamy takich cz steczek, których optyczne prze czanie oparte jest o zjawisko wewn trz-cz steczkowego przeniesienia protonu w stanie wzbudzonym [1,2]. Proces fotoprzel czania mo e polega zarówno na (i) daleko-zasi gowym przeniesieniu protonu przy udziale grupy karbonylowej, pe ni cej w cz steczce funkcj „protonowego d wigu” [1,2], lub te na (ii) sekwencyjnym, podwójnym przeniesieniu protonu w stanie wzbudzonym [3], dokonywanym przy udziale

Rys. 1

grupy karboksylowej, jako „transmitera” protonu. Prototypem cz steczki fotoprze -czaj cej protony przy u yciu „transmitera” jest cz steczka kwasu 3-hydroksy pikolino- wego (3HPA) (Rys.1), której struktura zosta a poddana chemicznej modyfikacji w celu uzyskania takiego kszta tu profilu energetycznego, podstawowego oraz wzbudzonego stanu elektronowego, który w jak najwy szym stopniu odpowiada by mechanizmowi prze czania optycznego [4]. Badanie potencjalnych cie ek reakcji zachodz cych w najni szych elektronowo-

wzbudzonych stanach uk adu wskaza o na istnienie dwóch istotnych cie ek, które mog opisywa odwracalny proces fototautomeryzacji cz steczki pomi dzy dwiema stabilnymi formami 3HPA: EI oraz OA, prowadz cych przez dwie struktury typu stanu przej ciowego: EA oraz OI (zob.Rys.1). [1] A.L. Sobolewski, Phys. Chem. Phys. 10, 1243 (2008). [2] M.F. Rode, and A.L. Sobolewski, J. Phys. Chem. A 114, 11879 (2010). [3] M.F. Rode, and A.L. Sobolewski, Chem. Phys. 409, 41. (2012). [4] M.F. Rode, and A.L. Sobolewski, J. Chem. Phys. 140, 084301 (2014).


NO

O OH

H+

-

NO

O OH

H+-

EI OA

OI

EA

NO

O OHH

NO

O OHH


130

Symulacje Monte Carlo dysocjacji ekscytonów w materia ach molekularnych

K. Falkowski1, W. Stampor1

1Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gda ska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

Opis dysocjacji ekscytonów pod dzia aniem zewn trznego pola elektrycznego w materia ach molekularnych zwykle odwo uje si dyfuzyjnego rozdzia u par elektron-dziura (e-h) w o rodku ci ym z wykorzystaniem formalizmu Onsagera lub jego wersji rozszerzonej przez Sano-Tachiya-Noolandi’ego-Honga (STNH). Modele te z powodzeniem by y dotychczas stosowane do analizy danych eksperymentalnych fotoprzewodnictwa i elektromodulowanej fotoluminescencji (EML). Ostatnio na podstawie modelu STNH oszacowano szybko rekombinacji ko cowej par (e-h) w szeregu organicznych materia ów molekularnych, takich jak chinolinowy kompleks aluminium (Alq3), batokuproina (BCP), organiczne kompleksy pirydylobenzenu i platyny [1-3]. Inne podej cie do problemu dysocjacji ekscytonów wykorzystuje symulacje Monte Carlo [4, 5] a no niki adunku przeskakuj wówczas w sieci dyskretnej ze stanu zlokalizowanego na jednej molekule na stan zlokalizowany na s siedniej molekule, przy czym, uwzgl dnia si sko czone prawdopodobie stwo rekombinacji ko cowej ( rec). Prezentowany model zosta u yty do analizy danych eksperymentalnych uzyskanych metod EML, mi dzy innymi, dla warstw dwusk adnikowych (1:1) dendrymer aminowy (m-MTDATA) : BCP (rys. 1). Dla badanych materia ów oszacowano stosunek prawdopodobie stwa rekombinacji ko cowej do cz stotliwo ci przeskoku ( rec/ 0) i porównano uzyskane warto ci z danymi uzyskanymi na gruncie modelu STNH.

Rys. 1. Porównanie danych eksperymentalnych EML dla warstw mieszanych BCP : m-MTDATA (kwadraty)

z krzywymi teoretycznymi uzyskanymi na gruncie symulacji Monte Carlo (a) oraz modelu STNH (b)


[1] K. Falkowski, W. Stampor, P. Grygiel, W. Tomaszewicz, Chem. Phys. 392, 122 (2012). [2] M. Mi nik, K. Falkowski, W. Mróz, W. Stampor, Chem Phys. 410, 45 (2013). [3] W. Mróz, K. Falkowski, M. Mi nik, E. Rossi, M. Balordi, W. Stampor, Org. Electronics 14, 2880 (2013). [4] B. Ries, G. Schönherr, H. Bässler, M. J. Silver, Phil. Mag. B 48, 87 (1983). [5] W. Tomaszewicz, K. Falkowski, W. Stampor, P. Grygiel, J. Non-Cryst. Solids 387, 128 (2014).



131

Elektromodulacja fotoluminescencji na gruncie ró nych modeli dysocjacji ekscytonów w o rodku ci ym

K. Falkowski1, W. Stampor

Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechnika Gda ska, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk

Dysocjacja ekscytonów w uk adach molekularnych jest jednym z kluczowych procesów okre laj cych wydajno organicznych ogniw fotowoltaicznych i diod elektroluminescencyjnych. Podstawowe modele opisuj ce ten proces odwo uj si zwykle do teorii Onsagera [1] i jej wersji uogólnionej przez Sano – Tachiya – Noolandiego – Honga (STNH) [2, 3]. Modele te bazuj na rozwi zywaniu równania Smoluchowskiego w o rodku ci ym, z uwzgl dnieniem wzajemnego kulombowskiego oddzia ywania no ników adunku tworz cych par zwi zan (e-h) oraz oddzia ywania tej pary z zewn trznym polem elektrycznym. W modelu Onsagera proces rekombinacji ko cowej par (e-h) zachodzi w pocz tku uk adu wspó rz dnych (r = 0) z szybko ci niesko czon ( = , natomiast, w modelu STNH zak ada si , i no niki adunku rekombinuj ze sko czon szybko ci ( ) na sferze o promieniu r = a. W pracy tej porównano wyniki analizy danych eksperymentalnych elektromodulowanej fotoluminescencji (EML) na gruncie modelu STNH i modelu Onsagera w szeregu materia ów organicznych. Pozwoli o to, mi dzy innymi, oszacowa szybko rekombinacji ko cowej no ników adunku a uzyskane na tej podstawie czasy rekombinacji ko cowej powi za z czasami zaniku fotoluminescencji w badanych materia ach.

Rys. 1. Porównanie danych eksperymentalnych EML (kwadraty) dla warstw TAPC (a) i warstw MTDATA (b) z krzywymi teoretycznymi uzyskanymi na gruncie modelu Onsagera (linie ci e) i modelu STNH (linie przrywane) dla ró nych szybko ci rekombinacji ko cowej ( rc/D). Dane eksperymentalne pochodz z prac

[4, 5]


[1] L. Onsager, Phys. Rev. 54, 554 (1938). [2] K. M. Hong, J. Noolandi, J. Chem. Phys. 70, 3230 (1979). [3] H. Sano, M. Tachiya, J. Chem. Phys. 71, 1276 (1979). [4] W. Stampor, Chem. Phys. 256, 351 (2000). [5] W. Stampor, Chem. Phys. 315, 259 (2005).



132

Teoretyczne badania procesu wytr cania soli w sta ych elektrolitach polimerowych PEO/MeI (Me = Li – Cs)

A. Eilmes1

1Wydzia Chemii Uniwersytetu Jagiello skiego ul. Ingardena 3, 30-060 Kraków

Kompleksy poli(tlenku etylenu) (PEO) z jednododatnimi kationami metalu s typowymi uk adami modelowymi w badaniach sta ych elektrolitów polimerowych, stosowanych np. w bateriach lub ogniwach paliwowych. Oddzia ywania mi dzyjonowe oraz jon-polimer w takich elektrolitach determinuj ich w asno ci, st d s intensywnie badane, zarówno do wiadczalnie, jak i teoretycznie. W ostatnich latach opublikowane zosta y wyniki bada wytr cania soli z uk adów PEO/MeI, gdzie Me = Li, Na, K, Rb, Cs [1]. Wskazuj one, e agregacja jonów soli zachodzi atwiej dla kationów o wi kszym promieniu i/lub dla wy szych temperatur. Bli sze zbadanie tego procesu ma znaczenie dla lepszego zrozumienia natury oddzia ywa w elektrolitach polimerowych.

Rys. 1. Przyk ad ró nego stopnia agregacji jonów w uk adzie z KI w niskiej i wysokiej temperaturze.

Modelowanie badanych uk adów przeprowadzono przy u yciu klasycznej dynamiki molekularnej z polaryzowalnym polem si owym, opartym na parametryzacji pola AMOEBA [2] (dla jonów) oraz wcze niejszych badaniach elektrolitów typu PEO [3]. Ostateczn parametryzacj pola dopracowano w oparciu o wyniki oblicze metod MP2 struktury i energii tworzenia kompleksów Me+–PEO i par jonowych Me+ – I–. Symulacje przeprowadzono dla wszystkich jonów w zakresie temperatur 40 – 200 °C. Analizowano zmiany koordynacji jonów i ich ruchliwo ci. Wyniki symulacji zasadniczo pozostaj w zgodno ci z obserwowanymi trendami eksperymentalnymi.

[1] J. Bastek, N.A. Stolwijk, Th. K.-J. Köster, L. van Wüllen, Electrochim. Acta 55, 1289 (2010). [2] J. W. Ponder et al. J. Phys. Chem. B 114, 2549 (2010). [3] A. Eilmes, P. Kubisiak, J. Phys. Chem. B 115, 14938 (2011). 1 Autor do korespondencji: [email protected]


133

ciwo ci wibracyjne nowych koroli – spektroskopia IR wspierana obliczeniami DFT

B. Barszcz1,2, D. Wróbel2, A.M. Urba ska2, J.P. Lewtak3, D. Koszelewski3, O. Vakuliuk3, D.T. Gryko3

1Instytut Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk, ul. Smoluchowskiego 17, 60-179 Pozna

2Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska ul. Nieszawska 13A, 60-965 Pozna

3Instytut Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk, ul. M. Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa 42 P.O.B. 58

Pomimo e korole (analogi porfiryny z makrocyklem krótszym o jeden atom w gla) i ich pochodne znane s w nauce ju od kilkudziesi ciu lat, ich w ciwo ci nadal nie s wystarczaj co opisane. W szczególno ci niewiele jest prac dotycz cych spektroskopii wibracyjnej tych e zwi zków. Jedn z przyczyn takiego stanu rzeczy jest fakt, e przez wiele lat synteza koroli by a trudna i kosztowna a uzyskiwane ilo ci znikome. W ostatnich latach sytuacja si zmieni a [1]. Nowe metody syntezy pozwalaj na uzyskanie koroli w ilo ciach pozwalaj cych na ich zastosowanie w wielu dziedzinach nauki. Jak w przypadku ka dego nowego materia u moleku y te powinny zosta szczegó owo opisane pod wzgl dem ich

ciwo ci fizykochemicznych. Spektroskopia w podczerwieni jest idealnym narz dziem ze wzgl du na swoj czu i mo liwo identyfikacji nawet niewielkich zmian w strukturze badanych moleku . Z kolei nowoczesne metody obliczeniowe chemii kwantowej pozwalaj szybko i dok adnie zinterpretowa wyniki uzyskane eksperymentalnie.

Niniejsza praca skupia si na podstawowych w ciwo ciach wibracyjnych sze ciu nowych koroli. W tym celu zarejestrowano widma absorpcyjne w zakresie redniej podczerwieni

ywaj c dwóch metod: standardowej techniki polegaj cej na rozproszeniu badanej substancji w matrycy z bromku potasu oraz rejestruj c widma czystych koroli umieszczonych w komorze fotoakustycznej. Ró nice w widmach eksperymentalnych badanych moleku s raczej niewielkie, jednak wyra ne i pozwalaj na ich jednoznaczn identyfikacj . W celu interpretacji pasm obserwowanych w widmach eksperymentalnych i przypisania ich do odpowiednich modów drga normalnych przeprowadzono stosowne obliczenia kwantowo-mechaniczne (DFT, B3LYP/6-31G). Mimo stosowanych przybli uzyskane wyniki oblicze do dobrze odzwierciedlaj widma eksperymentalne, co wskazuje, e geometria równowagowa moleku uzyskana w procesie optymalizacji jest bliska rzeczywistej.

[1] D. T. Gryko, J. Porphyrins Phthalocyanines 12, 906 (2008).



134

Obrazowanie i analiza spektroskopowa wielokrokowych metod tworzenia macierzy DNA wykorzystuj cych kompleks

streptawidyna-biotyna

K. Fornal1, P. Petrou2, K. Awsiuk1, A. Bernasik3, K. Misiakos2, J. Rysz1, I. Raptis2, S. Kakabakos2, A. Budkowski1

1Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagiello ski, ul. Reymonta 4, 30-59 Kraków 2Inst. of Nuclear & Radiological Sci., NCSR Demokritos, 15310 Aghia Paraskevi, Grecja

3Wydz. Fizyki i Inf. Stos., Akademia Górniczo-Hutnicza, ul. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Czu i wiarygodno testów wykorzystuj cych mikromacierze DNA zale y od jednorodno ci i powtarzalno ci, a tak e molekularnej g sto ci powierzchniowej domen macierzy. Dlatego te istotny jest rozwój metod efektywnej immobilizacji DNA jak i oceny jako ci ich domen. Bardzo pomocne jest chemiczne obrazowanie mikromacierzy DNA za pomoc powierzchniowo czu ych technik spektroskopowych, wci jednak ograniczone do macierzy wytwarzanych na prostych pod ach [1]. Dodatkowo, w przypadku procedur wielokrokowych pomocna jest, zazwyczaj zaniedbywana, ocena jako ci pokrycia po ka dym kroku procedury immobilizacji [2]. Trzy ró ne wielokrokowe i wielo-molekularne metody tworzenia macierzy DNA (Rys.1) zosta y porównane za pomoc technik mikroskopowych (AFM) i spektroskopowych (Spektroskopia Fotolelektronów XPS oraz Spektrometria Masowa Jonów Wtórnych TOF-SIMS). Ka da z analizowanych procedur immobilizacji DNA w mikroskopowych domenach wykorzystywa a kompleks streptawidyna-biotyna, a ostatnim krokiem tych procedur by druk kontaktowy domen (Rys.1). Pomiary AFM ukaza y jednorodno pokrycia powierzchni po ka dym kolejnym kroku immobilizacji. Z kolei analiza za pomoc technik XPS i TOF-SIMS pozwoli a na ocen efektywno ci poszczególnych metod i wybór metody I (wykorzystuj cej drukowanie koniugatu streptawidyny i biotynylowanego DNA) jako najefektywniejszej. Dodatkowo chemiczne obrazowanie macierzy DNA za pomoc techniki TOF-SIMS pokaza o cechy dystrybucji moleku wewn trz pojedynczej domeny charakterystyczne dla procesów jej powstawania.

Rys. 1. Schemat trzech ró nych metod tworzenia macierzy DNA: I (A-B-C-D), II (A-B-C-E-F) i III (A-G-H-I)

oraz obrazy TOF-SIMS pojedynczych domen DNA dla jonów charakterystycznych dla ró nych moleku : DNA, streptawidyny i silanu modyfikuj cego pod e.

[1] C. Y. Lee et al., J. Am. Chem. Soc. 129, 9429 (2007). [2] K. Awsiuk et al., Appl. Surf. Sci. 290, 199 (2014). 1 Autor do korespondencji: [email protected]


135

Statyczne i dynamiczne w asno ci dwuwymiarowego uk adu cz stek koloidalnych z powierzchniowymi centrami

oddzia ywania

J. Kurzyk1 , A. Chrzanowska1, P. Karbowniczek1

1Instytut Fizyki Politechniki Krakowskiej, Wydzia Fizyki, Matematyki i Informatyki ul. Podchor ych 1, 30-084 Kraków

Cz stki koloidalne z powierzchniowymi centrami oddzia ywania sta y si w ostatniej dekadzie niezmiernie popularnym tematem badawczym zarówno ze strony teoretycznej jak i eksperymentalnej. W zale no ci od rozk adu i umieszczenia centrów oddzia ywania, a tak e od g sto ci badanych uk adów, powstaj charakterystyczne struktury - agregaty, przypominaj ce krótkie struktury polimerowe. Od polimerów ró ni si jednak one niestabilno ci wi za oraz du dynamik kreacji i rozpadu wi za oraz znaczn dyspersj w rozk adzie liczby tworz cych je moleku . Wp ywa to w sposób decyduj cy wp ywaj na

asno ci dynamiczne zespo ów takich agregatów. Dynamika uk adu jest jednocze nie zdeterminowana przez fakt istnienia oddzia ywa niecentralnych. Pomimo posiadania rotacyjnych stopni swobody uk ady rozpatrywanych agregatów ró ni si wi c np. od ciek ych kryszta ów, gdzie oddzia ywania s zazwyczaj typu centrum-centrum (np. dane przez potencja Gay-Berne’a). Przy du ych g sto ciach cz stki koloidalne mog tworzy uk ady o strukturze krystalicznej lub amorficznej o bogatej lokalnej geometrii.

W niniejszej prezentacji przedstawione zostan konfiguracje dwuwymiarowego uk adu cz stek o trzech centrach oddzia ywania otrzymane metod symulacji Monte Carlo dla ró nych g sto ci, a tak e uzyskane przy u yciu symulacji metod dynamiki molekularnej profile redniej drogi swobodnej i wynikaj ce z niej w asno ci dyfuzyjne agregatów przy za eniu, e centra oddzia uj potencja em o charakterze studni kwadratowej.



136

O radialnej funkcji korelacji obiektów wkl ych

P. Karbowniczek1

1Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki, Matematyki i Informatyki, Politechnika Krakowska ul. Podchor ych 1, 30-084 Kraków

Radialna funkcja korelacji jest istotna dla opisu podstawowych w asno ci uk adów cz steczkowych. Zawiera si mi dzy innymi w wyra eniach na rednie po zespole dowolnych funkcji zale nych od odleg ci. W fizyce statystycznej teoretyczne obliczenia zwi zane z obiektami wkl ymi napotykaj na du e problemy – funkcje korelacji dwu- i wi cej cz steczkowych musz by zwykle wyliczane przy pomocy metod numerycznych. Na plakacie zaprezentowane zostan najnowsze obliczenia teoretyczne radialnej funkcji korelacji dla idealnego gazu wybranych wkl ych obiektów oraz zastosowanie równania Ornsteina-Zernike wraz z przybli eniem Percusa-Yevicka i rozwini cia diagramowego w wy szych g sto ciach.



137

Tradycje Kryszta ów Molekularnych

Miejsce XIX Konferencji


138

Poprzednie konferencje i ich organizatorzy

I 1977 Wroc aw K. Pigo , T. Luty, J. Sworakowski

II 1979 Pozna - B ejewko A. Graja

III 1981 Gda sk - Wdzydze J. Kalinowski

IV 1983 Kraków J. Janik, T. Wasiuty ski

V 1985 Warszawa - Goc awice J. Prochorow

VI 1987 Rzeszów A. Szyma ski

VII 1989 Cz stochowa - Kokotek J. wi tek

VIII 1991 ód - Spala A. Lipi ski

IX 1993 Wroc aw - wieradów L. Komorowski

X 1995 Pozna - Kiekrz R. wietlik, N. Pi lewski

XI 1998 Gda sk - Jelitkowo J. Kalinowski

XII 2000 Kraków S. Nizio , T. Wasiuty ski

XIII 2002 Warszawa - Konstancin B. Kozankiewicz

XIV 2004 Cz stochowa - Z oty Potok J. wi tek

XV 2006 ód - Smardzewice J. K. Jeszka

XVI 2008 Pozna - B ejewko D. Wróbel, A. Graja

XVII 2010 Wroc aw - Polanica Zdrój A. Chyla, A. Miniewicz

XVIII 2012 Gda sk - Sobieszewo J. Godlewski


139

Limeryki

Tradycj konferencji Kryszta y Molekularne s konkursy limeryków. Instrukcje dotycz ce gatunku pozostawi nam przy okazji XVII Konferencji w Polanicy-Zdroju zmar y w r. 2012 prof. Jerzy Janik.

Limeryki 2010, Tomik wydany z inicjatywy Komitetu Organizacyjnego XVII Ogólnopolskiej Konferencji Krzyszta y Molekularne 2010, Instytut Chemii Fizycznej i Teoretycznej Politechniki Wroc awskiej, Wroc aw 2010

Zatem w skrócie:

Wierszyk z miasteczka Limerick Pi ma wersów, a nie cztery. Jak potrafisz, Si i napisz! To b dzie pocz tek kariery.

Warto oczywi cie wykorzysta motywy regionalne:

Pewien ch opiec ze Sromowiec Nie chcia wi cej pasa owiec. – Wiem czego chc , – rzek – srom owce! I poszed na studia w Krakowie.

A dosadnymi sformu owaniami nie trzeba si gorszy , gdy

Znawcy zasad poetyki Rozró niaj limeryki: i) dla kobiety, ii) katechety, I … iii) prawdziwe limeryki.

Zapraszamy wi c do spróbowania swych si w przerwach sesji KM2014.

Piotr Zieli ski


140

Sromowce Ni ne

Nazw wioski wyja nia przywilej Ksieni ss. Klarysek Konstancji z 1323 r. Prawo za enia miejscowo ci otrzyma w nim „Soblinus dictus Sram”. Przydomek nowego so tysa by w istocie niemiecki i brzmia w tym j zyku Schramm, co oznacza „szczelina skalna”. By mo e powsta z obserwacji ukszta towania terenu okolic. Skaliste otoczenie wyznacza o bo-wiem przez wieki rytm ycia mieszka ców Szramowiec - Sromowiec: zmaganie z nieurodzajn ziemi i kapry nym Dunajcem, który raz po raz niszczy drog cz wio-sk ze wiatem.

Sromowce Ni ne

A by a to droga wa na dla gospodarki i polityki. Prowadzi a do staro ytnego traktu z po u-dnia Europy w rejon Morza Ba tyckiego. Traktu strzeg y dwa zamki: istniej cy ju podobno za czasów Boles awa Wstydliwego i rozbudowany przez Kazimierza Wielkiego polski za-mek w Czorsztynie oraz zamek Dunajec w Niedzicy po stronie w gierskiej.

Wie nale a do starostwa Czorszty skiego, które po zaborach przesz o na w asno rz du austriackiego. Wystawion na licytacj cz starostwa obejmuj Czorsztyn i Sromowce naby w roku 1819 Jan Maksymilian Drohojowski. Maj tek ten pozostawa w r kach jego potomków a do reformy rolnej po II wojnie wiatowej. Drohojowscy wznie li w Czorszty-nie rozleg y dwór projektu Feliksa Ksi arskiego, opuszczony za po uderzeniu pioruna ok. 1790 r. zamek – postrzegany pod zaborami jako pami tka narodowa – stopniowo popada w ruin . Jedynie ruchome zabytki dawnej warowni zosta y przez nowych w cicieli zgro-madzone w specjalnie zbudowanej rotundzie, która pe ni dzi funkcj kaplicy cmentarnej w Czorsztynie. Pod koniec XX wieku ruiny zosta y odgruzowane i udost pnione do zwie-dzania.

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 SROMOWCE NI NE

141

Ruiny zamku w Czorsztynie

Widok z ruin Zamku Czorszty skiego na gospodarcze zabudowania dworskie i zamek Dunajec (1973)

Przys owiowa „n dza galicyjska” zmusza a mieszka ców Sromowiec Ni nych do emigracji, najcz ciej do Ameryki. Niektórzy wracali wzbogaceni i zakupywali gospodarstwa po stro-nie w gierskiej. Niestety po odzyskaniu niepodleg ci tereny te zosta y oddzielone pilnie strze on granic z pa stwem czechos owackim. Nowi gospodarze musieli wi c w wielu przypadkach zmieni obywatelstwo, lub opu ci swe dobra. Odci cie od naturalnego zaple-cza i trudno ci komunikacyjne z miastami w Polsce spowodowa y, e zdobycze techniczne XX wieku dotar y do Sromowiec Ni nych bardzo pó no. Pierwszy autobus przyjecha tu


142

w roku 1968, a pierwsza arówka elektryczna za wieci a w roku 1970. Wiele potrzebnych inwestycji mieszka cy zrealizowali sami dzi ki swej inicjatywie i wytrwa ej, solidarnej pra-cy. Poziom ycia podnosi si te stopniowo dzi ki mo liwo ciom zatrudnienia w zak adach pracy Nowego Targu i twórczo ci r kodzielniczej w ramach przedsi biorstwa Cepelia. Dzi najpowa niejszym ród em uzupe nienia dochodów z uprawy roli i pasterstwa stanowi ob-

uga turystów i wczasowiczów. Otwarta w 2006 r. k adka na S owacj (strefa Euro) – po-dobno najd szy w Europie most przeznaczony dla ruchu pieszego – jeszcze bardziej zwi kszy a atrakcyjno miejscowo ci. Mo na wi c w ramach krótkiego spaceru zwiedzi dawny kartuski, a potem kamedulski Czerwony Klasztor. Tutaj dzia znany zielarz i apte-karz brat Cyprian, którego lot z Trzech Koron na w asnor cznie wykonanym prototypie szy-bowca to jednak chyba tylko legenda. W drówka Drog Pieni sk wiod wzd prze omu Dunajca zaprowadzi nas do Szczawnicy, siedziby budowniczego drogi (1875 r.) Józefa Sza-laya. Prze om mo na te zwiedza z wi zanych po pi góralskich czó en rozpoczynaj cych swój s ynny sp yw w przysió ku Sromowiec Wy nych – K ty. Bardziej odwa ni pokonaj t tras na pontonach, których wypo yczalnie atwo rozpozna po napisach „rafting”. W samej wiosce warto odwiedzi pochodz cy z roku 1513 ma y drewniany ko ció ek w. Katarzyny Aleksandryjskiej pe ni cy obecnie funkcj galerii artystów pieni skich (czynny od rody do niedzieli w godz. 9.00 – 18.00). Cenny o tarz i inne elementy wyposa enia zosta y przenie-sione do nowego murowanego ko cio a atwo widocznego z drogi.

Ko ció w. Katarzyny


143

W pawilonie Pieni skiego Parku Narodowego mo na zobaczy makiet terenu, ca kiem po-ka kolekcj strojów ludowych i przedmiotów u ywanych niegdy w gospodarstwach, a tak e zaopatrzy si w mapy, przewodniki i literatur dotycz regionu Pienin. Za pawi-lonem droga prowadzi do schroniska Trzy Korony (1930 r.) i dalej do W wozu Szopcza -skiego. Ostatnio usuni to tam krzaczaste zaro la i mo emy podziwia ska y, w ród których wg spopularyzowanej przez Henryka Sienkiewicza legendy górale mieli uratowa króla Jana Kazimierza przed po cigiem Szwedów. Ponad w wozem droga wspina si stromo na prze-

cz Szopka. Tradycyjna nazwa prze czy – Chwa a Bogu, to westchnienie dawnych miesz-ka ców Sromowiec po osi gni ciu najwy szego punktu drogi do Kro cienka, dok d chodzili sprzedawa swoje wyroby, a tak e do szko y i do pracy.

Z prze czy niedaleko ju na szczyt Trzech Koron i do najwy ej po onego w Polsce Zam-ku Pieni skiego (779 m n.p.m.), który podczas najazdu Tatarów w 1241 r. da schronienie ksi nej Kindze. Ca y region jest niezwykle ciekawy pod wzgl dem etnograficznym. Ka da miejscowo ma swój w asny krój i kolor serdaków i gorsetów, a tak e wzór zdobienia, tj. „cyfrowania” sukiennych spodni zwanych tu „portkami bukowymi”. Miejscowi rozpoznaj si te po gwarze, która nawet w bliskich sobie miejscowo ciach bardzo si ró ni. Sromowce Ni ne s yn za w ca ej okolicy z wyj tkowej muzykalno ci swych mieszka ców. Dzia a tu kilka zespo ów regionalnych. Mo e i nam co za piewaj na Konferencji…

Piotr Zieli ski

Wa niejsze ród a

1. Bronis aw Gustawicz, Wycieczka w Czorszty skie, Nak ad Filipa Sulimierskiego, Warszawa, 1881 (przedruk: KAW, Kraków, 1989)

2. Marceli Drohojowski, Dwór w cieniu zamku, Marceli Drohojowski dziedzic na Czorsztynie o sobie samym w roku 1901, fragmenty pami tnika, S decka Oficyna Wydawnicza, Nowy S cz – Zakopane, 1988

3. Mieczys aw Or owicz, Przewodnik po Galicji, Bukowinie, Spiszu, Orawie i sku Cieszy skim, Ksi nica Polska, Lwów, 1919 (przedruk: Ruthenus, Krosno, 2004)

4. Stefania Baszak, Pieni ski klejnot w potrójnej koronie, Sromowe Ni ne, historia-kultura-tradycja, Astraia, Kraków, 2007


144

Mapa turystyczna Polskie i S owackie Pieniny, Agencja Wydawnicza „WiT” s.c. W. Mrówka, T. Ogórek (2010)


145

Indeks Autorów

Adamski A. 117, 122 Djurado D. 106

Audebert P. 64 niewski M. 95

Avarvari N. 123 Donchak V. 43

Awsiuk K. 41, 134 Dopiera a K. 112

Ba anda M. 20 Dradrach K. 34, 57

Banasiewicz M. 103 Dru bicki K. 65, 68

Barna J. 19 Dudkowiak A. 91

Barszcz B. 122, 133 Dziembowska T. 71

Bartkiewicz S. 34, 35, 57, 58, 59, 90 Dzili ski K. 115

k A. 126 Eilmes A. 132

k G. W. 95, 96 Espinosa E. 50

Bernasik A. 41, 48, 73, 74, 134 Falkowski K. 31, 130, 131

Biadasz A. 112 Falkowski P. G. 44

Bia kowska M. 127 Filapek M. 98

Bijak K. 97, 98 Firmansyah D. 103

Bilski P. 45 Fitta M. 21

Bronisz R. 109 Fornal K. 134

Budkowski A. 40, 41, 43, 73, 74, 134 Fourmigué M. 50, 62

Budzisz P. 86 Fr ckowiak A. 50

Bujak P. 24 Galewski Z. 58, 59, 70, 108, 118

Bursa B. 89, 91, 99 bka G. 24

Buslayeva E.Yu. 65 barowski R. 80

Chaabouni S. 104 Giedyk K. 24

Ch dowska K. 126 owacki I. 28

Chru ciel J. 68 Godlewska J. 83

Chrzanowska A. 135 Golhen S. 47

Chrzumnicka E. 42 Gondek E. 27

Chudoba D. 45 Góra M. 107

Ciemoszewski M. 83 Górecka E. 66

Ciszewski A. 56 Górski G. 76

Cyprych K. 26, 101 Grucela-Zaj c M. 97, 128

Czarnecki P. 104 Grygiel P. 31, 84

browski R. 30 Gryko D. T. 103, 121, 133

Deluga E. 29 Grzeszczuk M. 116

Deperasi ska I. 103, 121 Grze kiewicz B. 99

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 INDEKS AUTORÓW

146

Gubin S.P. 65 Kotkowiak M. 91, 99, 117

Gutmann M. J. 120 Kozanecka-Szmigiel A. 87, 105

Haberko J. 73 Kozankiewicz B. 26, 63, 103, 121, 127

Ha da G. 60 Kozlenko D. 45

Hanuza J. 46 Krzystyniak M. 53

Harrold J. W. 44 Kucab K. 76, 113

Hermanowicz K. 46 Kuci ska M. 93, 94

Hofmann C. 63 Kulpi ski P. 49

Ho aj-Krzak J. T. 125 Kurzyk J. 135

Ho derna-Natkaniec K. 65, 104 Kusz J. 22, 109

Janczyk J. 100 Kwolek P. 23

Jankowski D. 62 Lament K. 56

Jarczyk-J dryka A. 98 Laskowska M. 115

Jaroch T. 107 Laskowski . 115

Jarosz G. 32, 85, 86 Lekka M. 48

Jaroszewicz L. R. 102 Leszczy ska A. 78

Jaworska J. 59, 70, 108 Lewandowska K. 23

Jeannin O. 50, 62 Lewi ska G. 92, 124

Jerzykiewicz L. 110 Lewtak J. P. 133

Jeszka J. K. 49 Loshak N. 45

Josiek M. 74 api ski A. 47, 119

Jung J. 88 apkowski M. 25

Kakabakos S. 134 odziana Z. 75

Karbowniczek P. 135, 136 uszczy ska B. 94, 107

Karbownik I. 49 ny W. 73

Karpiuk E. 33, 121 Majchrowski K. 60, 76, 113

Karpiuk J. 29 Majchrzycki . 114

dzierski K. 91, 112, 114 Majerz I. 71, 110, 120

Kichanov S. 45 Majka A. 29

Kitaev Yu. E. 46 Majka M. 80

Kiwilsza A. 45 Majka T. M. 78

Klein M. 31, 82 Makarewicz A. 103, 121, 127

Kochanowski M. 90 Makowiecki J. 117

Kol'chenko M. A. 63 Maksimova T. I. 46

Kolek A. 60 Maniukiewicz W. 93

Kondratowicz I. 36 Maranda-Niedba a A. 107

Konieczkowska J. 87, 105 Marty ski T. 39

Koszelewski D. 133 Marzec M. M. 41, 73, 74


147

Matysiak J. 123 Piecek W. 30, 102

Mazur P. 56 Piechowska J. 29, 121

czka M. 46 Pielichowski K. 78

Mieczkowski J. 107 Piosik E. 117

Mielcarek J. 45 Pociecha D. 70

Miniewicz A. 26, 34, 57, 100 Podborska A. 23

Misiakos K. 134 Podruczna M. 118

Misiorny M. 19 Pogorzelec-Glaser K. 119

Modli ska A. 42 Pop F. 123

Morakowski O. 26, 33 Prauzner-Bechcicki S. 48

Morowiak P. 30, 102 Priimagi A. 35

My liwiec J. 26, 54, 100, 101 Prochaska K. 112

My nik M. 84 Pro A. 24, 106, 107

Natkaniec I. 65, 104 Przyby B. 100

Nicolet A. A. L. 63 Puszy ski A. 92

Niezgoda I. 70, 108 Raczkowska J. 43, 48, 74

Noga J. 35, 58 Raptis I. 134

Nowacki J. 29, 33 Raszewski Z. 102

Nowak M. 109 Reinheimer E. W. 62

Nowakowski R. 107 Robak E. 91, 99

Nowicka A. 122 Rode N. F. 129

Obarowska M. 83 Rudzki A. 68

Ohar H. 43 Rybakiewicz R. 106

Olejniczak I. 123 Rysz J. 40, 41, 48, 73, 74, 134

Ordon M. 69 Rytel K. 114

Orrit M. 63 Sanetra J. 92, 128

Ossowska-Chru ciel M. D. 69 Schab-Balcerzak E. 87, 97, 98, 105, 128

Otowski W. 124 Sghaier M. O. M. 104

Ouahab L. 47 Sheka E.F. 65

Pac B. 77 Siedlanowska A. 68

Pajzderska A. 45, 51 Signerski R. 85, 86

Pa ko W. 76, 111, 113 Siwy M. 87, 105

Paukszta D. 117 Skórka . 106

Pecaut J. 106 Sobieszczyk P. 79, 80

Pelczarski D. 31, 84 Sobolewska A. 34, 35, 58, 87

Perkowski P. 67, 102 Sobolewski A. L. 26, 33, 100, 129

Petelenz P. 77 Sobstyl A. 90

Petrou P. 41, 134 Sroka A. 110


148

Stampor W. 31, 82, 84, 130, 131 Zuber S. 56

Staryga E. 95 elechowska K. 36

Stefaniuk A. 88 urowska M. 30

Stetsyshyn J. 43

Szaci owski K. 23

Szmigiel D. 105

Sznitko L. 26, 101

Szostak J. 85

Szukalski A. 100

Szybowicz M. 122

wietlik R. 47, 50, 62

witkowski K. 105

Tkachev S.V. 65

Tralle I. 60, 111

Tszydel I. 93, 106, 107

Ula ski J. 55, 88, 93, 94, 106, 107

Urba ska A. M. 133

Vakuliuk O. 133

Vittadello M. 44

Wamil D. 106

Wamke A. 112

sicki J. 45

Weselski M. 109

Wi cek M. 97

Wiosna–Sa yga G. 107

Wojciechowski M. 95

Wolarz E. 117, 122

Woronowicz K. 44

Wozniak-Braszak A. 104

Wójcik A.B. 37

Wróbel D. 89, 133

Zagórka M. 24, 93, 106, 107

Zaj c W. 52, 69

Zapa a J. 106

Zem a J. 40, 43

Zieli ski P. 79, 80

Zi ba P. 111

XIX OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA Y MOLEKULARNE 2014 NOTES

149


150


151


152


153


154


155


156


157


158


159


160

Documents

Materiaáy XIX Ogólnopolskiej Konferencji Krysztaáy Molekularne