Współpraca naukowa

• University of Stuttgart, Stuttgart, Niemcy (Prof. Frank Giesselmann)
• Academy of Sciences of the Czech Republic, Praga, Republika Czeska (Prof. M. Glogarova, Dr V. Hamplova,Dr A. Bubnov, Dr V. Novotna)
• University of Picardy, Amiens, Francja (Prof. Jiri Pavel)
• Chalmers University of Technology, Göteborg, Szwecja (Prof. P. Rudquist)
• Landau Institute for Theoretical Physics, Moskwa, Rosja (Prof. V.A. Belyakov)
• Politechnika Poznańska, Wydział Fizyki Technicznej, Poznań (Prof. P. Pierański, Prof. T. Martyński, Dr E. Chrzumnicka, Dr A. Modlińska, Dr R. Hertmanowski, Dr hab. A. Ptak oraz Dr inż. S. Maćkowiak)
• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Fizyki i Technologii Kryształów, Warszawa (Prof. R. Dąbrowski, Prof. Z. Raszewski, Prof. J. Kędzierski, Prof. P. Perkowski, Prof. W. Piecek, Prof. M. Tykarska, Dr P. Kula) 
• University of London, Royal Holloway, Department of Physics, Londyn, Anglia (Prof. D. M. Heyes)
• Imperial College of London, Department of Mechanical Engineering, Londyn, Anglia (Prof. D. Dini)
• Instytut Technologii Drewna, Poznań, (Dr D. Janiszewska)
• Uniwersytet Wrocławski, Wydział Chemii, Wrocław (Prof. Zbigniew Galewski)



Badania Zakładu koncentrują się na poznawaniu mechanizmów tworzenia i stabilizacji faz ciekłokrystalicznych. Prowadzona jest analiza wpływu różnych czynników (pole elektryczne, temperatura, defekty, domieszkowanie polimerowe, oddziaływania powierzchniowe) na własności fizyczne ciekłych kryształów. Ponadto rozwijane są metody symulacji komputerowych ze szczególnym uwzględnieniem symulacji układów cząsteczek miękkiej materii.

W Zakładzie prowadzone są badania mezofaz: nematyków, smektyków, cholesteryków, sfrustrowanych faz chiralnych (TGB, BP), 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. Wykonuje się również modelowanie miękkiej materii i cieczy prostych metodami symulacji komputerowych (dynamiki molekularnej MD, dynamiki brownowskiej BD, Monte Carlo MC).

Przykłady realizowanych zagadnień

1. Własności strukturalne, dielektryczne, lepko-sprężyste i elektrooptyczne w chiralnych ciekłych kryształach, ze szczególnym uwzględnieniem faz błękitnych.
2. Zagadnienie samoorganizacji w układach miękkiej materii (ciekłych kryształach, koloidach).
3. Badania nieliniowych efektów dynamicznych w stabilizowanych powierzchniowo ciekłych kryształach.
4. Wpływ oddziaływań powierzchniowych na własności fizyczne cienkich ciekłokrystalicznych układów smektycznych .
5. Rozwijanie metod symulacji komputerowych (MC, MD, BD): termostatów deterministycznych oraz metod symulacji układów cząsteczek w warunkach silnych ograniczeń przestrzennych.  
6. Symulacje własności strukturalnych, termodynamicznych i dynamicznych modelowych układów miękkiej materii i cieczy prostych.
7. Badania układów warstwowych typu ciekły kryształ /celuloza.

Programy badawcze

• Projekt statutowy - Własności fizyczne cienkich warstw ciekłokrystalicznych (2016-2018), kierownik - dr hab. A.C. Brańka, prof. IFM PAN
• Projekt NCN (OPUS 13) - Własności elastyczne ciekłokrystalicznych faz błękitnych (2018 - 2021), kierownik - dr hab. A.C. Brańka, prof. IFM PAN
• Projekt NCN (MINIATURA 1) - Wytworzenie i charakterystyka układów nanokrystaliczna celuloza/ciekły kryształ (2017/2018), kierownik - dr inż. N. Bielejewska
• Udział w projekcie LIDER (Edycja VII) realizowanym przez Instytut Technologii Drewna - Nowe spoiwa biopolimerowe modyfikowane silanami oraz cieczami jonowymi do zastosowań w technologii tworzyw drzewnych (2017 - 2019), główny wykonawca - dr inż. N. Bielejewska
• Projekt NCN (OPUS 3) - Stany stacjonarne w przestrzennie ograniczonych układach mikroskopowych: mikroszczeliny akustyczne i stymulowane cząsteczki mikrożelowe w mikrokanałach (2013 - 2016), kierownik - dr hab. A.C. Brańka, prof. IFM PAN
• Projekt MNiSW - Identyfikacja nowego rodzaju fazy de Vries’a (2010 - 2014), kierownik - dr hab. J. Hoffmann, prof. IFM PAN

Stanowiska pomiarowe do badań właściwości optycznych

1. 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 ten przyrząd rejestrujemy serię przekrojów optycznych na różnych głębokościach preparatu i tworzymy trójwymiarowy obraz badanego obiektu. Koncentrujemy się głównie na obrazowaniu w trzech wymiarach orientacji molekularnej ciekłych kryształów, a w szczególności chiralnych ciekłych kryształów.
2. Pomocniczy mikroskop polaryzacyjny BX53 firmy Olympus
   
   
   Pracujący w świetle przechodzącym wyposażony w kamerę, służy do wstępnego przygotowania komórek ciekło-krystalicznych oraz umożliwia:
   • obserwowanie przemian fazowych,
   • wyznaczanie temperatur przejść fazowych,
   • określanie i rejestrowanie tekstury danej fazy ciekłego kryształu.
3. Spektrofotometr UV-VIS-NIR model V-670 firmy JASCO
   
   
   Wysokiej jakości spektrofotometr dwuwiązkowy do zastosowań badawczych i rutynowych analiz, pracujący w zakresie długości fali od 190 – 2700 nm. Dodatkowe wyposażenie umożliwia:
   • badania spektroskopowe w świetle spolaryzowanym w funkcji temperatury – 300-500 K,
   • badania cieczy przy pomocy sondy zanurzeniowej,
   • światłowodowe wyprowadzenie wiązki na zewnątrz komory pomiarowej,
   • sterowanie przy użyciu uniwersalnego oprogramowania Spectra-Manager.
4. Stanowisko do pomiaru dwójłomności
   
   
   Pomiar anizotropii optycznej Δn w układzie z fotoelastycznym modulatorem PEM 100 firmy Hinds zintegrowanym z mikroskopem polaryzacyjnym

Układy pomiarowe do badań właściwości dielektrycznych

W naszych zestawach pomiarowych dane dielektryczne i elektrooptyczne są rejestrowane jednocześnie (brak rozbieżności wynikających ze zmiany tekstury próbek czy niedokładności stabilizacji temperatury).
Stabilizacja temperatury ±0.01K w zakresie 300 - 500 K.

1. Zestaw I (Mostek 4192A + woltomierz SRS 850 + dowolny “hot stage” + regulator temperatury).
   
   • zakres częstotliwości 5 Hz-100 kHz.
   • pomiary samej przenikalności elektrycznej (zakres częstotliwości 5 Hz do 10 MHz).
   
2. Zestaw II (Mostek Wayne Kerr 6440B + woltomierz Lock-In SRS 530 + dowolny “hot stage” + regulator temperatury SRS PTC10)
   
   • zakres częstotliwości 20 Hz-100 kHz.
   • pomiary samej przenikalności elektrycznej zakres częstotliwości 20 Hz do 3 MHz.
   
3. Zestaw III (Mostki do pomiarów ferroelektryków + dowolny “hot stage”+ regulator temperatury),
   • zakres częstotliwości – 0.05 Hz -10 kHz,
   • zakres napięcia pomiarowego 2 - 400V.
   

Wyposażenie dodatkowe

Ultra szybka kamera i- SPEED 2 Olympus.

Do każdego z zestawów pomiarowych możemy dołączyć kamerę i-Speed 2 firmy Olympus, zyskując dodatkowo możliwość rejestracji obrazów mikroskopowych z prędkością 2000-3000 klatek/s.