OPUS 25 nr umowy UMO-2023/49/B/ST11/01536
Tytuł projektu: Inżynieria struktury oraz nieliniowe właściwości optyczne zaawansowanych nanomateriałów do zastosowań w dwu-fotonowym wykrywaniu jonów metali
Kierownik projektu: dr hab. inż. Marcin Nyk, prof. PWr
Dofinansowanie: 1 666 560,00 PLN
Okres realizacji: od 2024-04-02 do 2027-04-01
Opis projektu: Zasadniczym celem naukowym proponowanego projektu badań naukowych jest zbadanie nowej klasy koloidalnych roztworów nanocząstek oraz zbadanie ich nieliniowych właściwości optycznych do potencjalnych zastosowań w wykrywaniu jonów metali. Do wykrywania jonów metali będzie wykorzystywana luminescencja wzbudzana dwufotonowo. Oznacza to, że zamiast wzbudzać standardowo chromofor (w tym przypadku nanomateriał) szkodliwym światłem w zakresie ultrafioletu, możemy wzbudzić materiał dwoma fotonami w zakresie światła podczerwonego. Proces ten nazywamy konwersją energii w górę - absorpcją dwufotonową. Zaletą jest to, że promienie podczerwone nie są szkodliwe dla organizmów żywych i nie można ich w żaden sposób odnosić do promieni ultrafioletu – obszaru obejmującego światło o krótkich długościach fal, które ze względu na wysoką energię może powodować uszkodzenie łańcuchów DNA w komórkach i tym samym ich obumieranie. Zaproponowane do pomiaru jonów metali efekty optyczne i techniki badawcze będą przez nas badane przy użyciu przestrajalnych w zakresie od 500 do 2000 nm laserów femtosekudowych. Pozwoli nam to znaleźć optymalny obszar promieniowania optycznego, gdzie absorpcja dwóch fotonów może wystąpić z większym prawdopodobieństwem. Dotychczas takie kompleksowe badania podstawowe nie były prowadzone na szeroką skalę. Idea działania czujnika optycznego została schematycznie przedstawiona na rysunku 1. W świecie postępującej miniaturyzacji nie jest niespodzianką, że coraz częściej dochodzi do połączenia metod analitycznych z nanotechnologią, co owocuje powstaniem nanoczujników. Rola nanomateriałów i NT w zastosowaniach medycznych i przemysłowych będzie odgrywać z dnia na dzień coraz większą rolę. Technologie stosowane w naszym zespole do ich projektowania, wytwarzania, modyfikowania i charakteryzacji pozwolą w naszej opinii projektować materiały w skali nano o właściwościach niemożliwych do uzyskania metodami dotychczas znanymi.