Dr hab. Wiktor Lewandowski z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego został tegorocznym laureatem Nagrody naukowej im. Profesora Stefana Pieńkowskiego, przyznawanej co dwa lata młodym naukowcom za znaczące osiągnięcia naukowe w dziedzinie eksperymentalnej fizyki, astronomii, chemii i biologii.
Nagroda naukowa im. Profesora Stefana Pieńkowskiego została ustanowiona przez Radę Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego dla upamiętnienia twórcy warszawskiego ośrodka fizyki. Przyznawana jest od 2004 roku młodym polskim naukowcom, którzy nie ukończyli 40 roku życia. Tegoroczny laureat dr hab. Wiktor Lewandowski jest adiunktem w Zakładzie Chemii Organicznej i Technologii Chemicznej Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Ukończył studia na Wydziale Biologii i Wydziale Chemii UW (tu także obronił z wyróżnieniem doktorat), stażował m.in. w Massachusetts Institute of Technology w USA, na Uniwersytecie Mariborskim na Słowenii oraz w CICbiomaGUNE w Hiszpanii. Jest laureatem programów START, INTER i FIRST TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Ma na koncie dwa patenty.
Prowadzone przez niego badania mają interdyscyplinarny charakter, łącząc chemię, fizykę, bio- oraz nanotechnologię. Nagrodę otrzymał za badania rekonfigurowalnych i chiralnych nanomateriałów ciekłokrystalicznych do technologii fotonicznych. Chiralność to możliwość występowania obiektu w dwóch postaciach, mających się do siebie jak odbicie lustrzane.
Zjawisko to jest bardzo rozpowszechnione w naturze, dotyczy zarówno cząstek subatomowych, przez helisę DNA, leki, aż po galaktyki – wyjaśnia dr hab. Wiktor Lewandowski.
Chiralność ma niezwykle ważne znaczenie np. w przemyśle farmaceutycznym. Ta sama substancja w formie prawo- i lewoskrętnej może mieć zupełnie inne właściwości. Przykładem może być ibuprofen, którego jedna postać ma właściwości lecznicze m.in. przeciwzapalne, druga natomiast jest obojętna dla organizmu. Zespół dr. Lewandowskiego pracuje nad tworzeniem struktur chemicznych o własnościach plazmonicznych i emisyjnych, silnie oddziałujących ze światłem.
W naszych badaniach konstruujemy nanomateriały o strukturze podwójnej helisy, będące połączeniem matrycy ciekłokrystalicznej z chemicznie dopasowanymi nanocząstkami metali lub półprzewodników. Przyłączane do matrycy cząstki w skali nano zyskują nowe, unikalne właściwości oddziaływania ze światłem. Metale takie jak złoto efektywniej absorbują światło, natomiast półprzewodniki np. fosforek indu z otoczką siarczku cynku stają się wydajnymi źródłami światła – wyjaśnia chemik.
Z matrycami ciekłokrystalicznymi każdy z nas ma do czynienia. Tzw. wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LC) wykorzystywane są w ekranach telefonów, tabletów czy telewizorów. Charakteryzują się one cechami podobnymi do układów biologicznych – wykazują pewien stopień uporządkowania, dynamiczną strukturę i przełączalne właściwości, można je także topić czy krystalizować.
Podobnie jak woda zamarzając spontanicznie tworzy uporządkowane struktury, kryształy płatków śniegu – tak i niektóre ciekłe kryształy, gdy je ochłodzimy tworzą prawo lub lewoskrętne helikalne nanowłókna. Te złożone z tysięcy molekuł nanowłókna potrafimy „udekorować” nanocząstkami. Mieszanina ta zachowuje się jak dobrze wyszkolone wojsko, molekuły formują dokładnie taki szyk, jaki chcemy, podobnie zachowują się nanocząstki – to tak jakbyśmy wzmocnili nasze wojsko np. złotymi tarczami, których ułożeniem także możemy dowolnie sterować – mówi dr hab. Wiktor Lewandowski.
Co więcej powstały układ nie jest statyczny, ale dynamiczny. Zmieniając temperaturę, można dany układ wydłużyć go lub skrócić. Za tą dynamiką idą zmiany właściwości fotonicznych materiału. Z aplikacyjnego punktu widzenia istotne jest to, że uzyskany materiał jest łatwy do przeskalowania.
Obecnie każda z barw, użytych np. w wyświetlaczu LCD, jest precyzyjnie zaprojektowanym związkiem chemicznym, którego budową nie da się manipulować. Projektowane przez nas materiały stwarzają możliwość reorganizacji, umożliwiając badanie właściwości wielu rodzajów struktur w tym samym eksperymencie. Mogłoby to znacząco usprawnić proces technologiczny uzyskiwania nowych materiałów fotonicznych – tłumaczy naukowiec.
Zastosowanie struktur chiralnych może też zwiększyć przepustowość przesyłania danych.
W obecnie funkcjonujących światłowodach w jednym przewodzie jesteśmy w stanie przesłać wiele wiązek światła o różnych długościach. Gdyby sprawić, by dodatkowo światło oscylowało lewo- lub prawoskrętnie, przepustowość światłowodów mogłaby się zwiększyć nawet dwukrotnie. Chiralne struktury mogłyby także znaleźć zastosowanie w projektowaniu tzw. komputerów optycznych –prognozuje laureat, który otrzymał stypendium w wysokości 50 tys. złotych oraz medal Fundacji Marka Marii Pieńkowskiego.
Inicjatorem i pierwszym fundatorem Nagrody naukowej im. Profesora Stefana Pieńkowskiego jest dr Marek Maria Pieńkowski, działający za pośrednictwem Fundacji Marka Marii Pieńkowskiego. Od 2020 r. współfundatorem została Fundacja Kościuszkowska.
Prof. Stefan Pieńkowski był twórcą ośrodka fizyki doświadczalnej na Hożej, kierownikiem Zakładu Fizyki Doświadczalnej UW, a potem dyrektorem Instytutu Fizyki Doświadczalnej UW (1921–1953). Prace doświadczalne prowadził głównie nad zjawiskiem fotoluminescencji, zjawiskiem Ramana, zastosowaniami promieni X do analizy strukturalnej i promieniotwórczością. Ogromną jego zasługą było stworzenie warszawskiej szkoły fizyki doświadczalnej, w której rozwijano wszystkie kierunki badań i z której wyszło kilkudziesięciu późniejszych profesorów fizyki wyższych uczelni. Wywarł wielki wpływ na całą fizykę polską, zwłaszcza na Uniwersytecie Warszawskim, którego był profesorem od roku 1919, rektorem w latach 1925–1926, 1933–1936, 1945–47 i na Tajnym Uniwersytecie w czasie okupacji. Był członkiem Polskiej Akademii Umiejętności i Polskiej Akademii Nauk, współzałożycielem i wieloletnim prezesem Polskiego Towarzystwa Fizycznego.
MK, źródło: www.fuw.edu.pl