Badacz nanomateriałów dla fotoniki laureatem Nagrody naukowej im. prof. S. Pieńkowskiego

"Tegoroczny laureat projektuje materiały optyczne, które są przyszłością technologii XXI wieku, znajdują szerokie zastosowanie m.in. w produkcji nowoczesnych wyświetlaczy ciekłokrystalicznych" - poinformowano w przesłanym PAP komunikacie.

Nagroda przyznawana jest od 2004 r. co dwa lata młodym naukowcom za znaczące osiągnięcia naukowe w dziedzinie eksperymentalnej fizyki, astronomii, chemii i biologii. Laureat otrzymuje stypendium w wysokości 50 tys. zł oraz medal.

CHIRALNE LEKI, GALAKTYKI

Dr hab. Wiktor Lewandowski jest adiunktem w Zakładzie Chemii Organicznej i Technologii Chemicznej Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Jego badania łączą w sobie chemię, fizykę, bio- oraz nanotechnologię. Nagrodę naukową im. Profesora Stefana Pieńkowskiego przyznano mu za "badania rekonfigurowalnych i chiralnych nanomateriałów ciekłokrystalicznych do technologii fotonicznych".

Chiralność to możliwość występowania obiektu w dwóch postaciach, mających się do siebie jak odbicie lustrzane. "Zjawisko to jest bardzo rozpowszechnione w naturze, dotyczy zarówno cząstek subatomowych, przez helisę DNA, leki, aż po galaktyki" – wyjaśnia cytowany w komunikacie dr hab. Wiktor Lewandowski. Jako przykład podaje prawą i lewą rękę" "Choć są niemal identyczne, różnią się, wie to każdy, kto choć raz próbował założyć lewą rękawiczkę na prawą rękę lub prawy but na lewą stopę".

I tak zespół dr. Lewandowskiego pracuje nad tworzeniem chiralnych struktur chemicznych, które silnie oddziałują ze światłem. "W naszych badaniach konstruujemy nanomateriały o strukturze podwójnej helisy, będące połączeniem matrycy ciekłokrystalicznej z chemicznie dopasowanymi nanocząstkami metali lub półprzewodników. Przyłączane do matrycy cząstki w skali nano zyskują nowe, unikalne właściwości oddziaływania ze światłem. Metale takie jak złoto efektywniej absorbują światło, natomiast półprzewodniki np. fosforek indu z otoczką siarczku cynku stają się wydajnymi źródłami światła" – wyjaśnia chemik.

Z matrycami ciekłokrystalicznymi każdy z nas ma do czynienia. "Tzw. wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LC), wykorzystywane są w ekranach naszych telefonów, tabletów czy telewizorów" – tłumaczy laureat. Charakteryzują się one cechami podobnymi do układów biologicznych – wykazują pewien stopień uporządkowania, dynamiczną strukturę i przełączalne właściwości, można je także topić czy krystalizować.

KARNE WOJSKO ZE ZŁOTYMI TARCZAMI

"Podobnie jak woda, zamarzając, spontanicznie tworzy uporządkowane struktury, kryształy płatków śniegu – tak i niektóre ciekłe kryształy, gdy je ochłodzimy, tworzą prawo- lub lewoskrętne helikalne nanowłókna. Te złożone z tysięcy molekuł nanowłókna potrafimy 'udekorować' nanocząstkami. Mieszanina ta zachowuje się jak dobrze wyszkolone wojsko, molekuły formują dokładnie taki szyk, jaki chcemy. Podobnie zachowują się nanocząstki – to tak jakbyśmy wzmocnili nasze wojsko np. złotymi tarczami, których ułożeniem także możemy dowolnie sterować" – mówi dr hab. Wiktor Lewandowski.

Co więcej powstały układ nie jest statyczny, ale dynamiczny. "Zmieniając temperaturę, możemy zmieniać układ tego fotonicznego szyku, wydłużyć go lub skrócić" – zauważa naukowiec. Za tą dynamiką idą zmiany właściwości fotonicznych materiału.

WIĘKSZY PRZEPUST

Zastosowanie struktur chiralnych mogłoby zwiększyć przepustowość przesyłania danych. "W obecnie funkcjonujących światłowodach w jednym przewodzie jesteśmy w stanie przesłać wiele wiązek światła o różnych długościach. Gdyby sprawić, by dodatkowo światło oscylowało lewo- lub prawoskrętnie, przepustowość światłowodów mogłaby się zwiększyć nawet dwukrotnie" – prognozuje dr hab. Wiktor Lewandowski.

Chiralne struktury mogłyby także znaleźć zastosowanie w projektowaniu tzw. komputerów optycznych. "Jesteśmy dopiero na początku drogi do zastosowań praktycznych, ale nasze badania drobnymi krokami przybliżają nas do tej wizji rozwoju technologii, a przez to społeczeństw" – dodał badacz.

Komentując przyznanie nagrody dr hab. Lewandowski podziękował zespołowi za pasję i zaangażowanie. "To pracujący ze mną ludzie sprawiają, że codziennie z uśmiechem przychodzę do pracy" – podkreślił dr hab. Wiktor Lewandowski.

Dr hab. Wiktor Lewandowski na Wydziale Biologii i Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego ukończył studia i obronił doktorat. Staże odbył m.in. w Massachusetts Institute of Technology w USA, na Uniwersytecie Mariborskim na Słowenii oraz w CICbiomaGUNE w Hiszpanii. Jest laureatem programów START, INTER i FIRST TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Kieruje prężnym zespołem badawczym, a wyniki prac publikuje w najlepszych czasopismach naukowych. Ma też już na koncie 2 patenty.

Fundatorami nagrody są dr Marek Maria Pieńkowski, działający za pośrednictwem Fundacji Marka Marii Pieńkowskiego oraz Fundacja Kościuszkowska. Uroczyste wręczenie nagrody odbędzie się 19 grudnia. Pełną informację o badaniach, przygotowaną przez przedstawicielkę Wydziału Fizyki UW Agnieszkę Fiedorowicz, można znaleźć na stronie wydziału.

PAP Nauka w Polsce

lt/ zan/