Zakład Fizyki Ciekłych Kryształów i Układów Dielektrycznych (ZN6)

Projekty

Projekty i działania naukowe

  • NCN, OPUS 13 (2018-2021)
    Własności elastyczne ciekłokrystalicznych faz błękitnych, kierownik: dr hab. A.C. Brańka, prof. IFM PAN
  • NCN, MINIATURA 1 (2019/2021)
    Wyodrębnianie i stabilizacja jednorodnego obszaru w złożonych układach ciekłokrystalicznych za pomocą kontrolowanego fotowypalania laserowego, kierownik: dr inż. D. Dardas
  • NCN, MINIATURA 2 (2019/2020)
    Staż naukowy w zakresie badań własności fizycznych układów dwuskładnikowych, kierownik: dr inż. S. Pieprzyk
  • NCN, MINIATURA 1 (2017/2018)
    Wytworzenie i charakterystyka układów nanokrystaliczna celuloza/ciekły kryształ, kierownik: dr inż. N. Bielejewska
  • NCN, MINIATURA (2017/2018)
    Oddziaływania i dynamika molekularna w wodnych roztworach ksylitolu, kierownik: dr I. Płowaś-Korus
  • Udział w projekcie LIDER (Edycja VII) realizowanym przez Instytut Technologii Drewna (2017 - 2019)
    Nowe spoiwa biopolimerowe modyfikowane silanami oraz cieczami jonowymi do zastosowań w technologii tworzyw drzewnych, główny wykonawca: dr inż. N. Bielejewska
  • NCN, OPUS 3 (2013-2016)
    Stany stacjonarne w przestrzennie ograniczonych układach mikroskopowych: mikroszczeliny akustyczne i stymulowane cząsteczki mikrożelowe w mikrokanałach, kierownik: dr hab. A.C. Brańka, prof. IFM PAN
  • Projekt MNiSW (2010-2014)
    Identyfikacja nowego rodzaju fazy de Vries’a, kierownik: dr hab. J. Hoffmann, prof. IFM PAN

 

Współpraca

Współpraca naukowa

  • Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska
  • Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska
  • Wielkopolskie Centrum Zaawansowanych Technologii, Poznań
  • Department of Physics, Royal Holloway, University of London, Wielka Brytania
  • Department of Mechanical Engineering, Imperial College London, Wielka Brytania
  • Wydział Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego, Warszawa
  • Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagielloński, Kraków
  • Katedra Fizyki, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
  • School of Engineering, University of Aberdeen, Wielka Brytania
  • Faculty of Chemistry and Pharmacy, University of Regensburg, Niemcy
  • Jülich Centre for Neutron Science at MLZ, Forschungszentrum Jülich GmbH, Garching, Niemcy
  • Wydział Chemii, Uniwersytet Wrocławski
  • Wydział Fizyki i Astronomii, Instytut Fizyki Doświadczalnej, Uniwersytet Wrocławski
  • Department of Physics, University of Extremadura, Badajoz, Hiszpania
  • Institute of Renewable Energy, National Autonomous University of Mexico (U.N.A.M.), Temixco, Morelos, Meksyk
  • Wydział Chemiczny, Instytut Materiałów Zaawansowanych, Politechnika Wrocławska
  • Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Katedra Fizyki Doświadczalnej, Politechnika Wrocławska
  • Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN, Wrocław
  • Wydział Chemii, Uniwersytet Opolski

Wyposażenie

Wyposażenie

  • Laserowy skaningowy mikroskop konfokalny Olympus Fluoview FV1000

    Mikroskop Fluoview FV1000 na bazie zmotoryzowanego mikroskopu odwróconego IX83 firmy Olympus umożliwia obserwacje w:

    • świetle przechodzącym i odbitym,
    • kontraście interferencyjno-różniczkowym (Nomarskiego),
    • fluorescencji w trybie konfokalnym.

    Stosując mikroskop Fluoview FV1000 można rejestrować serię przekrojów optycznych na różnych głębokościach preparatu i tworzyć trójwymiarowy obraz badanej próbki. Badania z wykorzystaniem mikroskopu konfokalnego koncentrują się głównie na obrazowaniu w trzech wymiarach orientacji molekularnej ciekłych kryształów, a w szczególności chiralnych ciekłych kryształów.

  • Mikroskop polaryzacyjny BX53 firmy Olympus

    Mikroskop BX53 pracujący w trybie transmisyjnym, wyposażony w kamerę umożliwiającą rejestrację kolorowych obrazów, służy m.in. do:

    • obserwowania przemian fazowych,
    • wyznaczania temperatur przejść fazowych,
    • określania i rejestrowania obrazów tekstur faz ciekłokrystalicznych.

    Wyposażenie dodatkowe: istnieje możliwość dołączenia do mikroskopu polaryzacyjnego kamery i-Speed 2 firmy Olympus, przez co istnieje możliwość rejestracji obrazów mikroskopowych z prędkością 2000-3000 klatek/s.

  • Spektrofotometr UV-VIS-NIR model V-670 firmy JASCO
    Spektrofotometr dwuwiązkowy do zastosowań badawczych i rutynowych analiz, pracujący w zakresie długości fali od 190 do 2700 nm. Dodatkowe wyposażenie umożliwia:
    • badania spektroskopowe w świetle spolaryzowanym w funkcji temperatury w zakresie od 300 do 500 K,
    • badania cieczy przy pomocy sondy zanurzeniowej,
    • światłowodowe wyprowadzenie wiązki na zewnątrz komory pomiarowej,
    • sterowanie przy użyciu uniwersalnego oprogramowania Spectra-Manager.
  • Stanowisko do pomiaru dwójłomności

    Pomiar anizotropii optycznej Δn odbywa się w układzie z fotoelastycznym modulatorem PEM 100 firmy Hinds zintegrowanym z mikroskopem polaryzacyjnym.

  • Skaningowy kalorymetr różnicowy firmy NETZSCH DSC 200 F3 Maia®

     NETZSCH DSC 200 F3 Maia

     Kalorymetr DSC łączy zalety nowoczesnej technologii i wysokiej czułości. Wykorzystując ciekły azot, temperaturowy zakres pracy wynosi od -170 do 600°C. Szybkość grzania i chłodzenia zawiera się w granicach od 0,001 do 100 K/min w zależności od temperatury.

  • Szerokopasmowa spektroskopia dielektryczna (VNA) w zakresie GHz

     Szerokopasmowa spektroskopia dielektryczna (VNA)

    Szerokopasmowa spektroskopia dielektryczna (VNA) w zakresie gigaherców pozwala na przeprowadzenie badań właściwości transportowych, struktury i dynamiki cieczy złożonych.

    Idealnie sprawdza się w pomiarach:

    • cieczy jonowych
    • cieczy z rozbudowaną siecią wiązań wodorowych,
    • roztworów micelarnych
    • roztworów elektrolitów i polielektrolitów,
    • układach mikroemulsyjnych.
  • Mettler Toledo SevenExellence

    • Mettler Toledo SevenExellence

    Stanowisko umożliwia pomiary przewodnictwa elektrycznego cieczy w zakresie 0-500 mS/cm i w zakresie temperatur od 10 do 100oC.

  • Impulsowy spektrometr NMR Ellab PS15 (15 i 25 MHz) umożliwiający pomiar czasów relaksacji magnetyzacji jądrowej oraz spektrometr NMR CWS 12 50 do pomiaru szerokości linii 1H NMR metodą fali ciągłej

Badania

Obszar badawczy

Własności fizyczne mieszanin ciekłokrystalicznych, cieczy i dielektrycznych układów molekularnych.

Cele badawcze

Zakład Fizyki Ciekłych Kryształów i Układów Dielektrycznych koncertuje się na trzech głównych celach badawczych:

  • W pierwszym prowadzone prace obejmują badania właściwości fizycznych ciekłych kryształów oraz mechanizmy tworzenia i stabilizacji mezofaz. Prowadzona jest analiza wpływu różnych czynników takich jak: pole elektryczne, temperatura, defekty, domieszkowanie polimerowe, oddziaływania powierzchniowe. W Zakładzie prowadzone są badania mezofaz: nematyków, smektyków, cholesteryków, sfrustrowanych faz chiralnych (fazy błękitne), ferro- i antyferroelektrycznych smektyków oraz superstruktur liotropowych opartych na celulozie. Obejmują one charakterystykę własności strukturalnych, termodynamicznych, optycznych, dielektrycznych, elektrooptycznych i lepko-sprężystych w funkcji częstotliwości i natężenia pola elektrycznego, składu oraz temperatury.
  • Drugi obszar badań obejmuje układy, w których celem jest poznanie mechanizmu relaksacji molekularnej, struktury i właściwości transportowych, jak również poznanie wpływu wiązań wodorowych i oddziaływań dipolowych na strukturę i własności cieczy oraz kryształów molekularnych. Ponadto prowadzone prace badawcze obejmują badanie dynamiki molekularnej i przejść fazowych metodami magnetycznego rezonansu jądrowego.
  • W Zakładzie rozwijane są również metody numeryczne i symulacje komputerowe klasycznych układów cząsteczek. Wykonuje się modelowanie miękkiej materii i cieczy prostych metodami dynamiki molekularnej (MD), dynamiki brownowskiej (BD) oraz Monte Carlo (MC).

Profil badawczy

Przykłady realizowanych tematów:

  • Własności strukturalne, dielektryczne, lepko-sprężyste i elektrooptyczne w chiralnych ciekłych kryształach, ze szczególnym uwzględnieniem faz błękitnych.
  • Zagadnienie samoorganizacji w układach miękkiej materii (ciekłych kryształach, koloidach).
  • Badania nieliniowych efektów dynamicznych w stabilizowanych powierzchniowo ciekłych kryształach.
  • Wpływ oddziaływań powierzchniowych na własności fizyczne cienkich ciekłokrystalicznych układów smektycznych.
  • Badania metodami spektroskopii dielektrycznej i jądrowego rezonansu magnetycznego polimerów supramolekularnych, roztworów elektrolitów i materiałów ferroicznych.
  • Rozwijanie metod symulacji komputerowych (MD, BD, MC): termostatów deterministycznych oraz metod symulacji układów cząsteczek w warunkach silnych ograniczeń przestrzennych.
  • Symulacje własności strukturalnych, termodynamicznych i dynamicznych modelowych układów miękkiej materii, cieczy prostych i mieszanin binarnych.
  • Badania układów warstwowych typu ciekły kryształ/celuloza.

Skład

Kierownik Zakładu

Obecny skład Zakładu

Zasłużeni byli pracownicy

  • prof. dr hab. Jan Jadżyn

  • prof. dr hab. Wojciech Kuczyński

  • dr hab. Jerzy Hoffmann, prof. IFM PAN

  • mgr Grzegorz Czechowski