Królewskie wyróżnienie dla badaczek świata nanostruktur

Królewskie Towarzystwo Chemiczne, czyli Royal Society of Chemistry (RSC) wyróżniło kobiety z całego świata prowadzące przełomowe badania w dziedzinie nanotechnologii. W tym zaszczytnym gronie znalazły się badaczki związane z Politechniką Gdańską.

RSC wydało specjalne zestawienie pod nazwą „Celebrating International Women’s day 2025: Women in Nanoscience", obejmujące wybór 65 najlepszych prac naukowych opublikowanych w 2024 r. w prestiżowych czasopismach z obszaru nanotechnologii: Nanoscale Horizons, Nanoscale i Nanoscale Advances.

Wśród wyróżnionych publikacji znalazł się artykuł pt. „Transparent TiO₂ nanotubes supporting silver sulfide for photoelectrochemical water splitting", którego współautorkami są dr hab. inż. Katarzyna Siuzdak, dr inż. Wiktoria Lipińska z Instytutu Maszyn Przepływowych PAN (absolwentki Politechniki Gdańskiej), a także doktorantka Stefania Wolff, przygotowująca pracę doktorską na Wydziale Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej PG.

Unikalne materiały

– Wyniki zawarte w artykule docenionym przez Royal Society of Chemistry zostały otrzymane podczas realizacji międzynarodowego projektu OPUS-Lap, którym kieruję. Dotyczy on wytwarzania elektrod, które są jednocześnie przezroczyste, ale nadal aktywne w świetle widzialnym. Innymi słowy chcemy ze światła zrobić prąd, który można potem wykorzystać w różnego typu urządzeniach, np. do rozkładu wody – mówi dr hab. Katarzyna Siuzdak.

Naukowczynie pracują nad unikalnymi materiałami zdolnymi do konwersji energii słonecznej na elektryczną.

– Aby materiał mógł dokonywać konwersji energii, musi najpierw pochłonąć promieniowanie. Zazwyczaj takie materiały są ciemne i nieprzezroczyste. W przypadku naszego projektu materiał jest wyjątkowy, ponieważ jest półprzezroczysty lub przezroczysty. Co ciekawe, mimo że przechodzi przez niego światło, jak przez szybę w oknie, to jest on aktywny i potrafi dokonywać konwersji światła na energię elektryczną – tłumaczy dr Siuzdak.

 – Dzięki półprzezroczystości wytworzonego materiału, może on być wykorzystywany w złożonych układach elektrod, gdzie nie tylko uczestniczy w procesie fotoelektrochemicznego rozkładu wody, ale także pełni rolę „okna” dla przechodzącego światła, które może dotrzeć do kolejnej elektrody, odpowiedzialnej za generację energii ze światła – dodaje dr Wiktoria Lipińska.

Tego rodzaju materiały muszą zostać dokładnie scharakteryzowane za pomocą wielu różnych technik, by poznać ich morfologię, strukturę i właściwości, co wiąże się z dużym zaangażowaniem osób, które przeprowadzą pomiary, sporządzą stosowne wykresy, a następnie dokładnie przeanalizują wyniki.

– Jeśli chcemy pokazać, że materiał półprzezroczysty jest wyjątkowy, musimy zestawić go w kontraście z typowo stosowanym materiałem, który nie przepuszcza przez siebie promieniowania. Za tę część byłam odpowiedzialna. Zajmowałam się przygotowaniem podłoża nieprzezroczystego, jego modyfikacjami i przeprowadziłam szczegółowe badania strukturalne i optyczne – wyjaśnia mgr inż. Stefania Wolff, doktorantka na WFTiMS.

Prosta metoda

Metoda otrzymywania materiałów przezroczystych i półprzezroczystych jest prosta i nie wymaga skomplikowanej aparatury. Wymaga zanurzania podłoża kolejno w roztworach, które znajdują się w zlewkach laboratoryjnych. Podczas każdego z tych zanurzeń, na powierzchni adsorbowane są jony, które następnie ze sobą reagują. Kluczowe jest dobranie odpowiedniego stężenia roztworu, aby osiągnąć pożądane właściwości.

– Laicy powiedzą, że to jest magia i ja się z tym zgadzam. Tego typu materiały są niezwykłe także dla osób pracujących w nanotechnologii. Gdy pracujemy z materiałami, których wymiary są 1000 razy mniejsze od średnicy ludzkiego włosa, ujawniają się cechy niespotykane dla materiałów objętościowych. Dzięki zastosowaniu takich materiałów, możemy uzyskać właściwości elektrody, które są nieosiągalne dla materiałów w skali makro – podsumowuje dr Katarzyna Siuzdak.

Badania, których przedmiot opisano w wyróżnionej pracy zostały sfinansowane z projektu realizowanego w ramach projektu „Wspomagana światłem redukcja CO₂ na nanostrukturalnych elektrodach charakteryzujących się zaawansowanym zarządzeniem fotonami” nr OPUS-LAP 2020/39/I/ST5/01781 

Królewskie Towarzystwo Chemiczne

– To niezwykłe wyróżnienie pokazuje, że badania prowadzone w Polsce mają światowy poziom. Naprawdę bardzo się cieszymy, że doceniło nas RSC, które liczy ponad 50 tysięcy działaczy. Żartujemy, że dziewczyny ogarniają całkiem skomplikowane badania interdyscyplinarne, które wymagają poszerzania wiedzy w wielu kierunkach i współpracy z wieloma naukowcami – mówią autorki wyróżnionej pracy. 

W 1841 roku 77 osób, w tym lekarze, przedsiębiorcy i producenci, założyło Towarzystwo Chemiczne w Londynie. Jego pierwszym prezesem był chemik Thomas Graham, twórca dializy. Co ciekawe Graham wybrał drogę naukową mimo sprzeciwu ojca, który nie chciał finansować jego studiów. Misją RSC od początku istnienia było dążenie do doskonałości w dziedzinie chemii.

W 1848 roku królowa Wiktoria nadała Towarzystwu Królewską Kartę, zatwierdzając jego misję – „ogólny rozwój nauki chemicznej”. Obecnie RSC skupia ponad 54 000 członków i jest jednym z największych oraz najbardziej wpływowych wydawnictw naukowych na świecie.