Browsing by Author "Jurga, Stefan. Promotor"
Now showing 1 - 9 of 9
Results Per Page
Sort Options
Item Badanie dynamiki molekularnej oraz struktury kopolimerów metodą NMR oraz spektroskopii dielektrycznej(2011-10-14T13:19:28Z) Jenczyk, Jacek; Jurga, Stefan. PromotorKopolimery blokowe reprezentują ciekawą klasę materiałów polimerowych, cieszącą się coraz większym zainteresowaniem w środowiskach naukowych oraz technologicznych. Budowę makromolekuły kopolimeru stanowi kowalentne połączenie dwóch bądź większej ilości łańcuchów polimerowych (bloków) o odpowiednio dobranych pod względem aplikacyjnym własnościach. Cechy fizyczne kopolimeru zależą w efekcie zarówno od właściwości składników (architektura łańcucha, ciężar molekularny, własności termiczne) jak również od oddziaływań pomiędzy tymi składnikami. Ze względu na możliwość wystąpienia w układach kopolimerowych zjawiska samoorganizacji łańcuchów polimerowych, prowadzącego do powstania periodycznych struktur domenowych o wymiarach rzędu nanometrów, wiąże się z nimi duże nadzieje w rozwoju nanotechnologii. Badania przedstawione w pracy skoncentrowane były przede wszystkim na określeniu wpływu architektury domenowej kopolimeru oraz zmiany ciężaru molekularnego kopolimeru na dynamikę molekularną poszczególnych bloków. Za cel dodatkowy postawiono sobie określenie rozmiarów domen w lamelarnych strukturach periodycznych badanych kopolimerów przy zastosowaniu alternatywnego, w stosunku do klasycznych metod rozproszeniowych, eksperymentu bazującego na zjawiskach jądrowego rezonansu magnetycznego oraz dyfuzji spinowej. Przebadano dwa symetryczne kopolimery poli(styrenu-b-izpoprenu): PS(11500)-b-PI(10500), PS(45000)-b-PI(46000) oraz dodatkowo przeprowadzono badania homopolimerów polistyrenu oraz poliizoprenu jako próbek referencyjnych.Item Cechy strukturalne i właściwości trybo-mechaniczne powłok nanokompozytowych TiAlBSiN(2017) Pshyk, Oleksandr; Jurga, Stefan. PromotorW pracy doktorskiej przedstawiono wyniki badań dotyczące struktury i właściwości fizycznych pokryć opartych na TiAlSiBN o strukturze amorficznej i nanokompozytowej mikrostrukturze gradientowej. Gradientowe pokrycia TiAlBSiN były wytwarzane poprzez użycie reaktywnego/niereaktywnego magnetronowego rozpylania z targetu kompozytowego AlN-TiB2-TiSi2. Badania wykazały, iż wytworzona gradientowa powłoka złożona byłą z dwóch warstw o różnej mikrostrukturze i składzie pierwiastkowym. Obie warstwy składały się głównie z krystalicznych faz fcc-(Ti,Al)(N,O,B) i hcp-(Al,Ti)(N,O) otoczonych amorficzną fazą. Górna warstwa o grubości około 220 nm złożona była z drobnych krystalitów o wymiarach w przedziale 15-40 nm. Dolna warstwa została uformowana przez niejednorodnie rozłożone nanokryształy o wymiarach około 5-40 nm. Badania mechaniczne i trybologiczne wskazały na dobre właściwości elastyczne oraz względnie wysoką odporność na ścieranie wytworzonych materiałów. Amorficzne pokrycia TiAlBSiN były wytwarzane z wykorzystaniem metody niereaktywnego rozpylania magnetronowego z kompozytowego targetu AlN–TiB2–TiSi2. Badana amorficzna powłoka TiAlBSiN bogata w Al wykazała lepszą stabilność termiczną w środowisku utleniającym niż powłoki oparte na TiAlBSiN opisane wcześnie w literaturze. Amorficzne pokrycia TiAlBSiN wykazują również obiecujące właściwości trybologiczne w mikroskali.Item Dynamika molekularna i przejścia fazowe w układach fosfolipidy –surfaktant(2012-02-11T10:39:10Z) Szpotkowski, Kamil Piotr; Jurga, Stefan. PromotorW pracy zostały wykorzystane trzy pochodne fosfatydylocholiny o różnych długościach reszt kwasowych (1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-fosfatydylocholina (DMPC), 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-fosfatydylocholina (DPPC) i 1,2-distearoyl-snglycero- 3-fosfatydylocholina (DSPC)) oraz surfaktant typu gemini: chlorek 1,1'-(1,4- butano)bis 3-decyloxymethylimidazolu (GEM-IK1) o długości 10 atomów węgla w łańcuchu alkilowym. Do określenia wpływu badanego surfaktantu na strukturę i dynamikę molekularną wykorzystano następujące techniki badawcze: spektroskopię w podczerwieni z transformatą Fouriera, szerokopasmową spektroskopię dielektryczną, różnicową kalorymetrię skaningową, małokątowe rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego, dyfuzję NMR. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że surfaktant GEM-IK1 oddziałuje z pochodnymi fosfatydylocholiny wywołując zmiany konformacyjne i strukturalne. Cząsteczki surfaktantu wbudowują się w dwuwarstwy fosfolipidowe powodując wzrost hydratacji polarnej części dwuwarstwy oraz zmianę konformacji gauche łańcuchów alkilowych. W układach mieszanych fosfolipid/GEM-IK1 zaobserwowano tworzenie się biceli. Wielkość i stabilność temperaturowa biceli zależna jest od długości łańcucha alkilowego: w przypadku DMPC bicele tworzone są we wszystkich badanych stężeniach GEM-IK1, dla DPPC bicele są tworzone tylko w większych stężeniach GEM-IK1, natomiast w układach mieszanych opartych na DSPC nie stwierdzono tworzenia biceli. Badania dyfuzyjne potwierdziły, że dodanie surfaktantu GEM-IK1 powoduje zmiany strukturalne. Określone parametry otrzymanych struktur: DMPC/GEM-IK1 i DPPC/GEM-IK1 wskazują, że układy te mogą być wykorzystane jako nanoplatformy do badania białek błonowych.Item Dynamika molekularna w ligandach makrocyklicznych typu Podand badana za pomocą Spektroskopii Dielektrycznej i NMR(2012-12-10) Orozbaev, Bakyt; Jurga, Stefan. PromotorTrzy różne systemy P Podand fosforu trójwartościowego z badano metodami spektroskopii wyjaśnić związek pomiędzy ich budowy chemicznej i dynamiki molekularnej. Właściwości termiczne sprawdzono metodą DSC, aby odsłonić rodzaje zamawianiu zachowanie fazy bezpostaciowej i krystalicznej stosunku do fazy. CW metodą NMR i T1 pomiary relaksacyjne, pomogło w określeniu lokalnych grup CH3 ruchy w niskich temperaturach i wewnętrzne ruchy w łańcuchach w wyższych temperaturach. FTIR wykazały bogaty i skomplikowany charakter wewnętrznych ruchów. Obserwacje zostały potwierdzone przez BDS dochodzeń, które pozwoliły opisać te wnioski i zaproponować modele dynamiki molekularnej objawił i do oszacowania parametrów aktywowania dla każdego mechanizmu. Dynamika na poziomie molekularnym, a także i inne właściwości termicznych odkrytych w badanych P Podand systemów są skutki ich budowy chemicznej i zmiany w stosunku amorficznych i uporządkowanej fazy spowodowane zmianami temperatury. Ujawnieni obroty molekularne, lokalne i segmentowe projekty i zmiany w konformacji glikolu i łańcuchy alkilowe odmowy sortowane i nakazał faz oraz aktywacje parametrów pochodzących są omawiane i porównywane z danymi dostępnymi w literaturze.Item Hybrydy wielościenna nanorurka węglowa – nanocząstka żelaza jako potencjalne środki kontrastujące w obrazowaniu NMR: synteza i charakterystyka(2015-02-24) Maciejewska, Barbara; Jurga, Stefan. Promotor; Koziol, Krzysztof. PromotorNanostruktury węglowe są przedmiotem intensywnych badań ze względu na ich unikalne właściwości fizyczne i chemiczne. Własności te silnie zależą od rozmiaru, kształtu oraz chiralności powyższych nanostruktur. Trwają intensywne prace badawcze nad potencjalnym zastosowaniem nanorurek węglowych w diagnostyce oraz terapii medycznej. Rozważana jest możliwość wykorzystania węglowych nanostruktur (MWCNT/Fe) w obrazowaniu NMR, technice powszechnie używanej do wczesnej diagnostyki nowotworów. Ze względu na wiele doniesień dotyczących toksyczności nanorurek węglowych w ich nie zmodyfikowanej formie, pracuje się nad poprawą/zmianą interakcji między nanorurką węglową, a środowiskiem biologicznym. Modyfikacja powierzchni za pomocą różnych metod funkcjonalizacji istotnie wpływa na charakter oddziaływania CNT ze środowiskiem biologicznym. Krótkie, sfunkcjonalizowane, nie zanieczyszczone wielościenne nanorurki są znacznie mniej toksyczne. Dobrze zdyspergowane w mediach biologicznych nanorurki węglowe są doskonałym nośnikiem nanocząstek żelaza lub innego magnetycznego materiału istotnego w kontrastowaniu MRI, a możliwość przyłączenia antyciał do sfunkcjonalizowanej zewnętrznej ściany pozwala na wykorzystanie tych struktur w terapii celowanej. Celem pracy była synteza i oksydacja wielościennych nanorurek węglowych (MWCNT) zawierających w swoim wnętrzu nanocząstkę magnetyczną oraz poznanie właściwości fizycznych i aplikacyjnych otrzymanych struktur. Wielościenne nanorurki węglowe zawierające trzy ilości procentowe żelaza otrzymano stosując metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej (ang. Floating Catalyst Chemical Vapour Deposition). Następnie, w wyniku funkcjonalizacji silnie utleniającymi kwasami otrzymano hydrofilowe hybrydy/kompozyty nanorurka węglowa/nanocząstka magnetyczna o różnych długościach. Opracowano protokół separacji oksydowanych nanorurek węglowych ze względu na ich długość. Zweryfikowano stabilność oraz stopień dyspersji otrzymanych hybryd w różnych środowiskach biologicznych. Właściwości fizyczne otrzymanych układów scharakteryzowano metodami skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (HRTEM), spektroskopii Ramana, spektroskopii podczerwieni, oraz metodą magnetometrii SQUID. Wyznaczono wartości relaksacyjności 1H NMR, określając wydajność badanych struktur jako środków kontrastujących oraz wykonano testy ich przydatności w obrazowaniu MRI. Przeprowadzono analizę cytotoksyczności układów za pomocą testu żywotności WST-1 na komórkach nowotworowych HeLa i prawidłowych fibroblastach.Item Nierównowagowa statystyczna teoria i technika ab initio dla modelowych układów elektronowo-jonowych(2015-06-19) Vasylenko, Andrij; Jurga, Stefan. PromotorProcesy nierównowagowe determinują właściwości nanorozmiarowych układów wieloelektronowych i stanowią przedmiot aktualnych badań podstawowych oraz ich aktywnej realizacji w technologii. Zrozumienie takich procesów nierównowagowych jak to adsorpcja, dyfuzja, procesy katalityczne, procesy transportu jest niezbędne dla rozwoju technologii katalitycznych, budowy supersieci, clasterów samoorganizujących, urządzeń opartych na nanostrukturach itp. Większość istniejących teorii dla układów wieloelektronowych rozpatruje procesy nierównowagowe w ramach zbliżenia jednorodnego gazu elektronowego. Także wiele podejść teoretycznych opisuje zachowanie układów wieloelektronowych w przybliżeniu liniowego potencjału elektrochemicznego, które zakazuje opis stanów silnie nierównowagowych. Ta praca doktorska adresuje wspomniane problemy współczesnej nierównowagowej statystycznej teorii dla niejednorodnych wieloelektronowych i jonowych struktur. Ważnym punktem badań jest opracowanie podejścia, które pozwala na opis słabych i silnych stanów nierównowagowych, biorąc pod uwagę niejednorodność podsystemu elektronowego oraz odrębność układów jonowych, zawierającego nieliniowość potencjału chemicznego i oddziaływania elektromagnetyczne. W dużej części przeprowadzone badania dotyczą sposobu budowy uogólnionych równań transportu, które uwzględniają zasadnicze procesy nierównowagowe: adsorpcji, desorpcji, dyfuzji elektronów, lepkich przepływów, jonizacji i polaryzacji jonów. Badania niektórych z rozpatrywanych układów są poparte obliczeniami numerycznymi wykonanymi za pomocą techniki ab initio na bazie teorii funkcjonału gęstości (DFT). Praca składa się z trzech części. Pierwszy rozdział dotyczy budowy nierównowagowej statystycznej teorii dla niejednorodnego gazu elektronowego w przybliżeniu modelu "jellium". Za pomocą nierównowagowego statystycznego operatora Zubareva (NSO) znaleziono łańcuch równań dla funkcji Greena. Uzyskano uogólnione równania transportu dla dyfuzji elektronów, lepko-sprężystego i lepko-ciepłowego przybliżenia dla modelu pół-nieskończonego metalu. Wyniki przeprowadzonych badań udowodniają, że podejście NSO wraz z przybliżeniem lepko-ciepłowym dla niejednorodnego gazu elektronowego uogólnia podejście teorii prądowej gęstości zależnej od czasu (TDCDT). Wyniki pierwszego rozdziału są opublikowane w czterech artykułach. W drugim rozdziale metoda NSO jest wykorzystana do opisu hydrodynamiki jonowych topi, biorąc pod uwagę polaryzację jonową. Zastosowanie teorii perturbacji w odniesieniu do korelacji daje widmo grupowych wzbudzeń układów wielojonowych. Uzyskane wyniki analityczne są jakościowo zgodne z wynikami podejścia uogólnionych trybów grupowych (generalized collective modes) opartym na ab initio (z uwzględnieniem polaryzacji) i symulacjami dynamiki molekularnej. Wyniki badań opublikowane w jednym artykule. W trzecim rozdziale rozwinięte nierównowagowe statystyczne podejście jest zastosowane do badania procesów adsorpcji na wieloelektronowych węglowych nanostrukturach. Uzyskany układ równań łączy procesy adsorpcji, desorpcji, jonizacji, polaryzacji atomów w polu elektromagnetycznym nanorurek węglowych. Obliczenia z wykorzystaniem techniki DFT zapewniają wartości dla energii adsorpcji He, NO, biorąc pod uwagę istnienie wakatu elektronowego w strukturze. Na podstawie obliczonych wartości energii adsorpcji grup COH, COOH na nanorurkach węglowych o różnych średnicach i chiralności zaprezentowano najbardziej prawdopodobny szlak powstania funkcjonalizacji nanorurek węglowych powyżej wymienionymi grupami funkcyjnymi. Wyniki zostały opublikowane w dwóch artykułach.Item Nowe CuInS2 kropki kwantowe jako znaczniki fluorescencyjne w bioobrazowaniu: synteza i charakterystyka(2015-06-08) Michalska, Martyna; Jurga, Stefan. Promotor; Schneider, Raphaël. PromotorKropki kwantowe (ang. quantum dots, QDs) to półprzewodnikowe nanokryształy o wielkości od 2 do 10 nm, posiadające unikalne właściwości optyczne i elektryczne wynikające z kwantyzacji ruchu nośników ładunku w trzech kierunkach. Celem pracy była synteza wolnych od metali ciężkich kropek kwantowych jako potencjalnych sond fluorescencyjnych do bioobrazowania, ich charakterystyka fizykochemiczna, funkcjonalizacja ligandem specyficznym dla receptora (HER2) nowotworu piersi i ostatecznie weryfikacja właściwości aplikacyjnych otrzymanych sond w obrazowaniu in vitro komórek nowotworowych. Jako fotoaktywny rdzeń wybrano trójskładnikowy półprzewodnik CuInS2. Następnie otoczono go powłoką w postaci ZnS, aby poprawić właściwości optyczne rdzenia. W celu zdyspergowania kropek w wodzie, CuInS2/ZnS QDs posiadające hydrofobowe ligandy zmodyfikowano powierzchniowo poprzez otoczenie ich amfifilowym polimerem. Otrzymane nanokryształy sfunkcjonalizowano peptydem swoistym dla HER2 i ostatecznie wykazano ich skuteczność w obrazowaniu in vitro HER2-pozytywnego raka piersi.Item Polimery gwiaździste jako modelowe nanotransportery leków i kwasów nukleinowych: synteza, struktura i dynamika kationowych polimerów gwiaździstych na bazie poli(glikolu etylenowego)(2015-02-24) Szcześniak, Katarzyna Barbara; Jurga, Stefan. Promotor; Matyjaszewski, Krzysztof. PromotorObecnie odnotowuje się rosnącą liczbę chorób genetycznych wynikających z niezdrowego trybu i środowiska życia. Rozwiązania problemów współczesnego świata w tej materii upatruje się w terapii genowej. W celu umożliwienia kwasowi nukleinowemu dostanie się do wnętrza komórki niezbędne jest użycie układu transportującego (wektora, nośnika) dla efektywnego transportu i uwalniania dostarczonej zawartości. Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie, synteza i badania kationowych, degradowalnych polimerów gwiaździstych na bazie poli(glikolu etylenowego) oraz określenie właściwości zsyntetyzowanych polimerów gwiaździstych, pod kątem wykorzystania ich jako modelowych układów do dostarczania leków i kwasów nukleinowych. Analiza wyników przeprowadzonych badań wykazała, że w procesie syntezy otrzymano polimery o architekturze gwiazdy z wbudowanymi mostkami dwusiarczkowymi i kationowym składnikiem oraz biokompatybilnymi ramionami PEG. Badane układy zostały kompleksowo zbadane za pomocą metod magnetycznego rezonansu jądrowego, różnicowej kalorymetrii skaningowej i badań mikroskopowych (TEM, SEM, POM). Testy cytotoksyczności tych układów wykazały, że cechuje je wysoka biokompatybilność, a badania transfekcji wykazały, że badane polimery wydajnie dostarczają NA do komórek. Reasumując stwierdzono, że przeprowadzona synteza z zastosowaniem metody ATRP pozwoliła uzyskać kationowe, biodegradowalne polimery gwiaździste, których właściwości fizykochemiczne czynią je obiecującymi kandydatami do zastosowania w terapii genowej, jako niewirusowe wektory do transportu kwasów nukleinowych.Item Wpływ topografii (nano)materiałów na zachowanie ludzkich komórek neuralnych(2020) Litowczenko-Cybulska, Jagoda Dominika; Goździcka-Józefiak, Anna. Promotor; Jurga, Stefan. Promotor; Warowicka, Alicja. Promotor pomocniczyCelem prowadzonych badań w ramach przygotowywanej rozprawy doktorskiej było badanie wzrostu i zdolności do różnicowania komórek neuralnych na wytworzonych podłożach (krzemowo-złotych, krzemowych i polimerowych) o ściśle określonej topografii powierzchni (nanorowki) oraz ustalonych właściwościach fizykochemicznych. Hipoteza badawcza zakładała, że matryce stanowią optymalne i biokompatybilne podłoża (ang. Scaffolds) do hodowli i ukierunkowanego wzrostu komórek neuronalnych oraz różnicowania neuralnych komórek macierzystych. Od lat prowadzone są badania nad nanomateriałami, które mogą być wykorzystywane w inżynierii tkankowej m. in. do regeneracji układu nerwowego. Takie podłoża powinny być biokompatybilne i nie zaburzać adhezji komórek i ich różnicowania. Wiele doniesień naukowych wskazuje na silny wpływ biomateriałów o określonych nanowzorach na ukierunkowany wzrost oraz różnicowanie komórek macierzystych. W pracy doktorskiej, za pomocą technik skaningowej mikroskopii elektronowej, mikroskopii sił atomowych oraz mikroskopii konfokalnej zbadano wzrost komórek neuralnych na badanych rusztowaniach komórkowych. Wyniki ujawniły wpływ topografii nanomateriałów na wzrost i różnicowanie komórkowe. Różnicowanie neuralnych komórek macierzystych zostało potwierdzone detekcją białek markerowych różnicowania metodami immunocytochemii oraz analizą proteomów komórek.