Nr umowy: BPN/BFR/2023/1/00011/U/00001
Tytuł projektu: Nowe dwu-fotonowe absorbery dla zastosowań w biofotonice.
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Katarzyna Matczyszyn
Dofinansowanie: 27 800,00 PLN
Okres realizacji: od 2024-01-02 do 2025-12-31
Opis projektu: Absorpcja wielofotonowa (multiphoton absorption, MPA) leży u podstaw szerokiego wachlarza unikalnych zastosowań w dziedzinie optyki, od zastosowań ściśle wojskowych, takich jak ochrona materiałów lub personelu przed laserami, do bardziej uniwersalnych zagadnień, takich jak obrazowanie żywych organizmów lub łatwa produkcja nanoobiektów, a także obejmujących określone zastosowania w dziedzinie ultraszybkiego przetwarzania informacji, konwersji częstotliwości w górę czy też ultragęstego przechowywania informacji. Znaczna część badań zjawiska MPA koncentruje się na opracowaniu nowych cząsteczek lub nanocząstek o zwiększonych przekrojach czynnych na absorpcję dwufotonową (2PA). Poszukiwanie takich molekuł oraz zrozumienie zasad ich projektowania to pierwszy krok w kierunku nowych inteligentnych, wielofunkcyjnych materiałów zoptymalizowanych dla zastosowań wymienionych powyżej, w szczególności w dziedzinie biologii i medycyny. Nasz zespół ma duże doświadczenie w takich badaniach, zwłaszcza w zastosowaniu tzw. techniki Z-scan, pozwalającej na wyznaczenie przekrojów czynnych na dwufotonową absorpcję (2- photon absorption- 2PA , sigma 2) dla niefluorescencyjnych cząsteczek. W przedstawionym projekcie zamierzamy skupić się na trzeciorzędowych nieliniowych właściwościach optycznych (NLO) (a w szczególności na ilościowym określeniu przekrojów czynnych na absorpcję wielofotonową) kilku typów wielobiegunowych struktur organicznych/organometalicznych. W szczególności, zamierzamy zbadać : (i) wybrane organiczne i metaloorganiczne pochodne triaryloizocyjanuranu, (ii) pochodne triarylometylowe o symetrii C2v lub D3 , (iii) wolne zasady lub kompleksy Zn(II) różnych hydrofilowych związków o architekturze gwiaździstej z rdzeniem tetrafluorenyloporfiryny. Wszystkie te cząsteczki są związkami stabilnymi w powietrzu, co powinno pozwolić na ich łatwe pomiary metodą Z-scan, co różni je od badanych wcześniej przez nasze grupy pochodnych, które wymagały użycia sprzętu i wiedzy pozwalającej na wykonanie pomiarów w kontrolowanej atmosferze. Modularna natura tych związków i sposoby ich syntezy opracowane do tej pory, pozwolą na szybką identyfikację najbardziej obiecujących architektur tego typu wśród danej puli związków. Skupimy się na wyzwaniach leżących u podstaw badania każdej z tych konkretnych rodzin związków co przyczyni się do ich lepszego poznania. Ponadto, planujemy sprawdzenie przydatności biologicznej tych nowozsyntezowanych związków zwłaszcza w kontekście zastosowań we wzbudzanej wielofotonowo, antybakteryjnej terapii fotodynamiczej (aPDT).