Badania z zakresu chemii biologicznej, biochemii i chemii medycznej

Badania oddziaływań związków o aktywności biologicznej z błonami komórkowymi i ich wpływu na strukturę błon. Badania komórek i wpływu na nie substancji leczniczych przy pomocy obrazowania ramanowskiego, spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni i mikroskopii sił atomowych. Badania metodami rentgenowskiej analizy strukturalnej oraz modelowaniem molekularnym białek, ich kompleksów oraz aktywnych związków małocząsteczkowych. Synteza, charakterystyka fizykochemiczna, badania reaktywności termicznej i fotochemicznej oraz aktywności biologicznej pochodnych makrocykli tetrapirolowych oraz związków rutenu do diagnostyki i terapii przeciwnowotworowej oraz inaktywacji mikroorganizmów. Badania materiałów nanostrukturalnych jako fotokatalizatorów reakcji redoks. Badania metod oznaczania kwasów tłuszczowych oraz lipidów w krwi. Optymalizacja ekspresji białek USP2, PD1, MDM2, MDMX, HUB1, CD44 oraz synteza nowych inhibitorów oddziaływań powyższych białek z ligandami. Wykonanie pomiarów NMR dla nowych pochodnych ksantonowych i korelacja z własnościami biologicznymi.

Technologia, kataliza i chemia środowiska – badania podstawowe i stosowane nad opracowaniem innowacyjnych katalizatorów i procesów przyjaznych dla środowisk.

Testowanie katalizatorów zawierających heteropolikwasy, w tym superkwaśny H3PW12O40, w reakcjach konwersji alkoholu etylowego i izopropylowego prowadzonych w fazie gazowej. Otrzymywanie tzw. "zeolitów hierarchicznych", badania procesu desilikacji zeolitów w roztworach alkalicznych i optymalizację warunków desilikacji, charakterystyka otrzymanych zeolitów oraz testy katalityczne. Prace nad zaprojektowaniem katalizatora zeolitowego wymienianego kationami metali do selektywnej redukcji tlenków azotu etanolem. Prace nad jakościowym i ilościowym opisem zanieczyszczeń wód, gleb i powietrza na wybranych obszarach oraz przebadanie skuteczności stosowania metod międzyfazowych oraz katalitycznych w celu ograniczania emisji oraz neutralizacji substancji środowiskowo szkodliwych. Wyznaczanie zakresu stosowalności technik katalitycznych i międzyfazowych służących kontroli emisji oraz efektywnej neutralizacji wybranych toksykantów. Rozpoznanie aktywności katalitycznej w procesach selektywnego utleniania amoniaku do N2 i H2O (NH3-SCO), selektywnej redukcji NOx amoniakiem (DeNOx, NO-SCR) oraz katalitycznego rozkładu i redukcji N2O (DeN2O) wysokopowierzchniowych układów tlenkowych zawierających metale przejściowe. Badania syntezy układów tlenkowych zawierających CuO/Co3O4 naniesione na powierzchnię bądź zdyspergowane w objętości Al2O3 badania otrzymanych katalizatorów w procesie całkowitego utlenienia toluenu.

Modelowanie molekularne i badania z zakresu chemii teoretycznej i spektroskopii

Badania miar informacji i odległości informacyjnej stanów elektronowych, łączących wkłady od prawdopodobieństw i prądów w stanach kwantowych. Wykorzystania zasady ekstremalnej informacji fizycznej do wyznaczenia równowagowych faz stanów molekularnych zespolonej funkcji falowej o zadanej gęstości elektronowej. Opis nierównowagowych przemian struktury elektronowej Opracowywanie techniki obliczeniowej do opisu struktury elektronowej wielkich układów molekularnych uwzględniającej korelację elektronową. Modelowanie katalizatorów, opartych na metalach przejściowych i ich związkach koordynacyjnych. Opis właściwości spektroskopowych wybranych układów o znaczeniu biologicznym. Efektywny opis energetyki i geometrii elektronowych stanów wzbudzonych w modelowych cząsteczkach i kryształach organicznych. Badanie metodami dynamiki molekularnej kompleksowania jonów w elektrolitach polimerowych. Analiza struktury oscylacyjnej związków o potencjalnych znaczeniu biologicznym. Rozdzielenie wieloskładnikowych widm elektronowych w układach konformerycznych arylo-podstawionych polienów. Badania teoretyczne dynamiki protonów w wiązaniach wodorowych w podstawowym i wzbudzonym stanie elektronowym. Modelowanie molekularne DFT oraz pomiary HYSCORE i EPR wraz z symulacją widm adduktów tlenku azotu z jonami jednowartościowego niklu rozproszonymi w kanałach zeolitu ZSM-5. Wykorzystanie metod teorii samoorganizacji oraz technik badań operacyjnych do identyfikacji i optymalizacji rozwiązań istotnych z punktu widzenia nauk społecznych i nauk o zarządzaniu.

Zaawansowane materiały, fizykochemia powierzchni i nanotechnologia - projektowanie, synteza, charakterystyka, funkcjonalizacja i aplikacje

Synteza i charakteryzacja funkcjonalnych materiałów dla potrzeb nanotechnologii i nanomedycyny. Opracowanie i zoptymalizowanie elektrochemicznych metod otrzymywania nanoporowatych tlenków metali o złożonej strukturze wewnętrznej. Synteza nanoporowatego tlenku cyrkonu (ZrO2) i/lub tlenku wolframu (WO3) na drodze anodyzacji w roztworach zawierających jony F-. Zbadanie wpływu substancji biologicznie aktywnych na modelowe biomembrany; badania wpływu stężenia elektrolitu nieorganicznego na właściwości fizykochemiczne modelowych membran. Opracowanie modelu wiążącego stabilność termiczną z dyspersją powierzchniową jonów metali alkalicznych. Rozwój metody charakteryzowania materiałów porowatych – quasi-równowagowej termodesorpcji lotnych węglowodorów, udoskonalenie istniejących procedur doświadczalnych. Badania nad zastosowaniem usieciowanego poli(N-winyloformamidu) jako żelowej matrycy polimerowej dla jonów litu w ogniwach. Optymalizacja procesu otrzymywania oraz właściwości elektrochemicznych materiału katodowego opartego na spinelu Li-Mn-O-S do zastosowań akumulatorach litowych.

Inżynieria krystaliczna, chemia supramolekularna i koordynacyjna – synteza, badania strukturalne i spekroskopowe, korelacje struktura-właściwości-reaktywność

Synteza chemiczna, analiza klasyczna, termo-grawimetryczna i spektroskopowa oraz wykrycie i scharakteryzowanie przemian fazowych jonowych związków koordynacyjnych metali przejściowych z ligandami OS(CH3)2 i OC(NH2)2. Prace z inżynierii krystalicznej materiałów funkcjonalnych - chiralnych / polarnych - o określonych właściwościach typu liniowych i nieliniowych własności optycznych. Otrzymywanie nowych połączeń typu polimerów koordynacyjnych o liniowej, warstwowej lub trójwymiarowej budowie. Badanie struktury oraz właściwości fizykochemicznych wybranych kompleksów metali przejściowych z ligandami poli -N i/lub -O donorowymi na drodze badań eksperymentalnych i teoretycznych. Projektowanie materiałów molekularnych pod kątem skorelowanych z magnetyzmem, właściwości fizyko-chemicznych (optycznych, sorpcyjnych, mechanicznych). Badanie nowych polimerów koordynacyjnych.

Rozwój metod analitycznych i ich zastosowanie w chemii sądowej i konserwatorskiej oraz w badaniach środowiska

Syntezowanie i badanie parametrów fluorescencyjnych cząsteczek organicznych, w których właściwości fluorescencyjne zmieniają się w obecności nieorganicznych jonów w celu otrzymania selektywnych, fluorescencyjnych wskaźników kationów. Opracowywanie nowych metod analitycznych w analizie przepływowej, rozwijanie metodologii analizy porównawczej w badaniu śladów kryminalistycznych i zastosowanie metod separacyjnych (chromatografii cieczowej, chromatografii gazowej i elektroforezy kapilarnej) do oznaczania związków psychotropowych w tradycyjnych i alternatywnych materiałach biologicznych. Opracowywanie i walidacja procedur oznaczania wybranych pierwiastków.

Nowoczesna synteza organiczna i badania fizykochemiczne właściwości cząsteczek organicznych ze szczególnym uwzględnieniem surfaktantów, związków chiralnych i biomimetyków

Prace nad dogłębną charakterystyką właściwości warstw jednocząsteczkowych (Langmuira) utworzonych przez substancje o charakterze biologicznie czynnym. Prace nad syntezą nowych fluorescencyjnych sensorów jonów metali. Synteza skondensowanych piroli oraz uracyli posiadających podstawniki cukrowe pod kątem wykorzystania uzyskanych połączeń w katalizie reakcji enancjoselektywnych. Poszukiwanie metod selektywnego zabezpieczania grup funkcyjnych, otrzymywanie odpowiednich pochodnych disacharydów i poszukiwanie metod syntezy oligosacharydów zawierających podjednostki kwasów uronowych. Prace nad otrzymywaniem pochodnych ω-tiaalk-1-inów zdolnych do tworzenia samoorganizujących się monowarstw na powierzchni złota.