Skład osobowy:
Prof. dr hab. inż. Tomasz Moskalewicz – lider
Dr Aleksandra Błoniarz
Dr inż. Aleksandra Fiołek
Doktoranci:
Mgr inż. Mikołaj Mielczarek
Mgr inż. Tomasz Cudak
Mgr inż. Robert Karpiński
Opis grupy:
Grupa badawcza zajmuje się projektowaniem, optymalizacją procesów wytwarzania i wytwarzaniem oraz charakterystyką nowatorskich powłok polimerowych, ceramicznych i kompozytowych. Podstawową technologią jest osadzanie elektroforetyczne i obróbka cieplna oraz technologie hybrydowe osadzanie elektroforetyczne/techniki laserowe. Powleczone materiały mają zastosowanie zwłaszcza w inżynierii biomedycznej i inżynierii mechanicznej do poprawy właściwości metali i ich stopów.
Tematyka badawcza:
– kinetyka i mechanizmy osadzania elektroforetycznego
– powłoki bioaktywne, antybakteryjne i biodegradowalne
– powłoki odporne na zużycie przez tarcie i niskotarciowe
– obróbka cieplna powleczonych materiałów.
Oferta naukowo-badawcza:
Celem naukowym badań jest opracowanie warunków wytwarzania powłok i ustalenie ich wpływu na wybrane właściwości fizyko-chemiczne metali i ich stopów w aspekcie ich perspektywicznych zastosowań w inżynierii biomedycznej i inżynierii mechanicznej.
- projektowanie i wytwarzanie powłok
- badania potencjału dzeta i ruchliwości elektroforetycznej
- badania wielkości cząstek
- badania adhezji powłok do podłoży
- charakterystyka mikrostruktury i topografii powierzchni powłok
- badania właściwości powierzchni materiałów, takich jak zwilżalność, energia powierzchniowa i potencjał dzeta
Infrastruktura badawcza:
– stanowiska do osadzania elektroforetycznego powłok wraz z wyposażeniem
– urządzenia do przygotowania roztworów koloidalnych i zawiesin
– analizator potencjału elektrokinetycznego dzeta, masy cząsteczkowej i wielkości cząstek, wraz z titratorem
– precyzyjny piec niskotemperaturowy do temperatury 400°C
– oprzyrządowanie do badania adhezji powłok do podłoży metodą siatki nacięć zgodnie z normami ASTM D3359 i ISO 2409
– autoklaw, cieplarka laboratoryjna
– goniometr – analizator kształtu kropli i napięcia powierzchniowego
Projekty:
- Projekt OPUS-23: Bioinspirowane powłoki z biodegradowalnych polimerów anionowych i kationowych oraz naturalnych substancji przeciwdrobnoustrojowych dla implantów metalowych, Umowa z NCN: nr UMO-2022/45/B/ST5/00242, Kierownik prof. dr hab. inż. Tomasz Moskalewicz, okres realizacji: 20.01.2023 – 19.01.2026, projekt we współpracy z Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Prof. dr hab. n. med. Monika Brzychczy-Włoch (kwota projektu: 1 456 680 PLN)
Celem projektu jest opracowanie nowatorskich naturalnych powłok o osnowie biopolimerów pochodzenia morskiego (chitozanu i alginianu, oddzielnie oraz wzmocnione nanokrystaliczną celulozą) o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych i małej cytotoksyczności, takich jak:
– powłoki o osnowie chitozanu i alginianu z dodatkiem olejków eterycznych lub ich podstawowych składników,
– powłoki wieloskładnikowe nanokrystaliczna celuloza/chitozan i nanokrystaliczna celuloza/alginian
z dodatkiem kardamonu i kurkuminy.
Powłoki zostaną wytworzone przy użyciu osadzania elektroforetycznego na podłożach tytanu technicznego i stali nierdzewnej austenitycznej.
- NCN, Działanie naukowe Miniatura 7: Opracowanie powłok z polimerów naturalnych osadzanych elektroforetycznie na stali austenitycznej do zastosowań chirurgicznych; nr umowy: 18.18.110.099; kierownik dr Aleksandra Błoniarz, okres realizacji: 10.2023 – 10.2024
Celem badań w ramach działania naukowego jest wytworzenie nowatorskich powłok z polimerów naturalnych takich jak: agaroza, karagen, kwas hialuronowy, a także chitozan metakrylowany na podłożach ze stali nierdzewnej austenitycznej. Dobrane zostaną parametry osadzania oraz składy chemiczne zawiesin, co pozwoli na wytworzenie makroskopowo jednorodnych powłok o dużej adhezji. Zbadane zostaną także mechanizmy osadzania, kinetyka procesu, morfologia i mikrostruktura powłok, a także wybrane właściwości powłok takie jak: adhezja, zwilżalność powierzchni, swobodna energia powierzchniowa oraz topografia i chropowatość.
Wybrane projekty zrealizowane
1. Projekt NCN-DFG, Beethoven Classic 3: Development of electrophoretic co-deposition of bioactive and antibacterial ceramics with biodegradable polymers to produce novel composite coatings for biomedical applications, NCN: nr UMO-2018/31/G/ST5/00429, Kierownik dr hab. inż. Tomasz Moskalewicz/Prof. Aldo R. Boccaccini (Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg, Niemcy, okres realizacji: 15.01.2020 – 14.07.2023, kwota dla AGH: 996 250 PLN
2. Projekt OPUS11: Optymalizacja współosadzania elektroforetycznego ceramiki i polimerów w celu wytworzenia kompozytowych powłok niskotarciowych odpornych na zużycie ścierne, Umowa z NCN: nr UMO-2016/21/B/ST8/00238, Kierownik dr hab. inż. Tomasz Moskalewicz, okres realizacji: 16.01.2017 – 15.01.2020, kwota dla AGH: 596 990 PLN
3. Projekt OPUS5: Opracowanie bioaktywnych i biodegradowalnych powłok kompozytowych o osnowie polimerowej w celu poprawy właściwości osteoinduktywnych stopów tytanu, Umowa z NCN: nr UMO-2013/09/B/ST8/00145, Kierownik dr hab. inż. Tomasz Moskalewicz, okres realizacji: 20.02.2014 – 19.02.2017, kwota dla AGH: 831 950 PLN
4. Projekt MNiSW/NCN: Kształtowanie mikro/nanostruktury warstw kwazikrystalicznych w celu poprawy właściwości stopów tytanu, Umowa z MNiSW: nr 2784/B/T02/2009/36, Kierownik dr inż. Tomasz Moskalewicz, okres realizacji: 04.06.2009– 3.06.2012, kwota dla AGH: 350 000 PLN
5. Pol-Nor/208189/105/2015 2015-2016 Małe granty w ramach Programu Polsko –Norweskiego – „Hight-temperature corrosion of metalic boiler materials due to ash deposited from renewable fuels” – dr Aleksandra Błoniarz wykonawca
6. NCN, Działanie naukowe Miniatura 6: Wpływ warunków wytwarzania na mikrostrukturę i wybrane właściwości powłok politetrafluoroetylenu; nr umowy: 18.18.110.09980; kierownik dr inż. Aleksandra Fiołek, okres realizacji: 11.2022 – 11.2023
7. Grant dziekański nr 15.11.110.513 – „Charakterystyka zjawiska korozji wysokotemperaturowej materiałów typu Inconel oraz ich napoin, powodowanej popiołami powstałymi w wyniku spalania biomasy oraz osadu ściekowego” – kierownik projektu dr Aleksandra Błoniarz (opiekun naukowy dr hab. inż. Agnieszka Kopia, prof. AGH)
8. Grant dziekański nr 15.11.110.603 – „Badania korozji wysokotemperaturowej materiałów napawanych metodą CMT pod wpływem popiołów powstałych w wyniku spalania biomasy pochodzącej z półwyspu Iberyjskiego w piecu DTF” – dr Aleksandra Błoniarz kierownik projektu (opiekun naukowy dr hab. inż. Agnieszka Kopia, prof. AGH)
9. Grant dziekański nr 16.16.110.663 zadanie nr. 7 – „Ocena jakościowa i ilościowa zjawiska korozji wysokotemperaturowej napoin CMT stali austenitycznych 309 i 310 oraz Inconelu 625 w środowisku agresywnych popiołów z paliw odnawialnych” – dr Aleksandra Błoniarz kierownik projektu (opiekun naukowy dr hab. inż. Agnieszka Kopia, prof. AGH)
10. Grant dziekański nr 16.16.110.663 zadanie nr 10 – „Osadzanie elektroforetyczne oraz charakterystyka mikrostruktury i właściwości tribologicznych powłok grafen/PEEK 708 na stopie Ti-6Al-4V – kierownik projektu dr inż. Aleksandra Fiołek
11. Grant dziekański nr 16.16.110.663 zadanie nr 11 – „Optymalizacja zawartości składników niskotarciowych w powłokach kompozytowych osadzanych elektroforetycznie na stopie tytanu” – kierownik projektu dr inż. Aleksandra Fiołek
12. Grant dziekański nr 16.16.110.663 zadanie nr 10 – „Wytwarzanie i charakterystyka wieloskładnikowych powłok o osnowie chitozanu do zastosowań biomedycznych” – kierownik projektu dr Aleksandra Błoniarz
13. Grant dziekański nr 16.16.110.663 zadanie nr 9 – „Wpływ środków dyspergujących na kinetykę i mechanizmy osadzania elektroforetycznego oraz morfologię i adhezję wieloskładnikowych powłok TiN/PTFE/PEEK” – kierownik projektu dr inż. Aleksandra Fiołek
Współpraca krajowa:
– Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, prof. dr hab. n. med. Monika Brzychczy-Włoch; prof. dr hab. Tomasz Gosiewski
– WIMiR AGH: dr hab. inż. Sławomir Zimowski, prof. AGH; dr hab. inż. Marcin Kot, prof. AGH
– WIMiC AGH, prof. dr hab. inż. Maciej Sitarz, dr hab. inż. Katarzyna Cholewa-Kowalska, prof. AGH
– WO AGH: dr inż. Alicja Łukaszczyk
– Politechnika Łódzka: Dr Wojciech Pawlak
– Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk: dr hab. inż. Łukasz Major, prof. PAN
Współpraca międzynarodowa:
– Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg, Niemcy, Prof. Aldo R. Boccaccini
Słowa kluczowe: powłoki ochronne; osadzanie elektroforetyczne; powłoki kompozytowe; powłoki polimerowe; powłoki ceramiczne; powłoki niskotarciowe; powłoki biodegradowalne; powłoki antybakteryjne; mikrostruktura; topografia powierzchni; odporność na korozję; bioaktywność; odporność na zużycie przez tarcie; adhezja
Kontakt:
Prof. dr hab. inż. Tomasz Moskalewicz
Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów
e-mail: tmoskale@agh.edu.pl
tel. 12 617 45 27
