WYTWARZANIE MATERIAŁÓW NANOSTRUKTURALNYCH METODAMI ELEKTROCHEMICZNYMI

OTRZYMYWANIE NANOPOROWATYCH WARSTW Al2O3 W PROCESIE ANODOWEGO UTLENIANIA GLINU W KWASOWYCH ELEKTROLITACH

Badanie wpływu warunków anodyzacji na morfologię oraz stopień uporządkowania porów w anodowych warstwach Al2O3

Synteza nanoporowatego Al2O3 z modulowaną średnicą porów w procesie anodyzacji pulsacyjnej

Otrzymywanie obustronnie otwartych porowatych membran tlenkowych z prostymi i rozgałęzionymi kanałami

Synteza porowatych warstw tlenku glinu z wykorzystaniem stopów o różnej zawartości Al

Wybrane publikacje:

A. Brudzisz, G.D. Sulka, A. Brzózka, Through-hole AAO-SA templates with a small pore diameter prepared by the voltage pulse detachment method, Microporous Mesoporous Mat. 283 (2019) 73-81. 

L. Zaraska, A. Brudzisz, E. Wierzbicka, G.D. Sulka, The effect of electrolyte change on the morphology and degree of nanopore order of porous alumina formed by two-step anodization, Electrochim. Acta 198 (2016) 259–267.

A. Brudzisz, A. Brzózka, G.D. Sulka, Effect of processing parameters on pore opening and mechanism of voltage pulse detachment of nanoporous anodic alumina, Electrochim. Acta 178 (2015) 374–384.

L. Zaraska, W.J. Stępniowski, M. Jaskuła, G.D. Sulka, Analysis of nanopore arrangement of porous alumina layers formed by anodizing in oxalic acid at relatively high temperatures, Appl. Surf. Sci. 305 (2014) 650–657.

L. Zaraska, G.D. Sulka, J. Szeremeta, M. Jaskuła, Porous anodic alumina formed by anodization of aluminum alloy (AA1050) and high purity aluminum, Electrochim. Acta 55 (2010) 4377–4386.

ELEKTROCHEMICZNA SYNTEZA I CHARAKTERYSTYKA WARSTW NANOPOROWATEGO TLENKU TYTANU

Badania wpływu warunków anodyzacji (np. wartość przyłożonego potencjału, skład elektrolitu, temperatura) na morfologię i regularność otrzymywanych struktur TiO2

Otrzymywanie obustronnie otwartych anodowych membran TiO2 metodą szoku potencjałowego

Synteza nanostrukturalnego TiO2 o określonej strukturze wewnętrznej (kanały proste, rozgałęzione,
o modulowanych średnicach)

Otrzymywanie nanostrukturalnego TiO2 na powierzchni substratu o strukturze 3D (siatka, folia perforowana, drut)

Otrzymywanie nanostrukturalnych warstw tlenkowych na powierzchni stopów Ti

Wybrane publikacje:

J. Kapusta-Kołodziej, K. Syrek, G.D. Sulka,  Synthesis and photoelectrochemical properties of anodic oxide films on titanium formed by pulse anodization, J. Electrochem. Soc. 165 (2018) H838-H844.

J. Kapusta-Kołodziej, K. Syrek, A. Pawlik, M. Jarosz, O. Tynkevych, G.D. Sulka, Effects of anodizing potential and temperature on the growth of anodic TiO2 and its photoelectrochemical properties, Appl. Surf. Sci. 396 (2017) 1119–1129.

M. Jarosz, K. Syrek, J. Kapusta-Kołodziej, J. Mech, K. Małek, K. Hnida, T. Łojewski, M. Jaskuła, G.D. Sulka,  Heat treatment effect on crystalline structure and photoelectrochemical properties of anodic TiO2 nanotube arrays formed in ethylene glycol and glycerol based electrolytes, J. Phys. Chem. C 119 (2015) 24182–24191.

K. Syrek, J. Kapusta-Kołodziej, M. Jarosz, G.D. Sulka, Effect of electrolyte agitation on anodic titanium dioxide (ATO) growth and its photoelectrochemical properties, Electrochim. Acta 180 (2015) 801–810.

J. Kapusta-Kołodziej, O. Tynkevych, A. Pawlik, M. Jarosz, J. Mech, G.D. Sulka, Electrochemical growth of porous titanium dioxide in a glycerol-based electrolyte at different temperatures, Electrochim. Acta 144 (2014) 127–135.

ELEKTROCHEMICZNA SYNTEZA NANOSTRUKTURALNYCH TLENKÓW METALI (Sn, Zn, W, Zr, Cu, Fe) O RÓŻNYCH MORFOLOGIACH

Badanie korelacji między warunkami anodyzacji a morfologią, składem i strukturą otrzymywanych nanomateriałów

Wybrane publikacje:

L. Zaraska, K. Gawlak, E. Wiercigroch, K. Małek, M. Kozieł, M. Andrzejczuk, M.M. Marzec, M. Jarosz, A. Brzózka, G.D. Sulka, The effect of anodizing potential and annealing conditions on the morphology, composition and photoelectrochemical activity of porous anodic tin oxide films, Electrochim. Acta 319 (2019) 18-30. 

K. Syrek, L. Zaraska, M. Zych, G.D. Sulka, The effect of anodization conditions on the morphology of porous tungsten oxide layers formed in aqueous solution, J. Electroanal. Chem. 829 (2018) 106-115.

L. Zaraska, K. Mika, K. Syrek, G.D. Sulka, Formation of ZnO nanowires during anodic oxidation of zinc in bicarbonate electrolytes, J. Electroanal. Chem. 801 (2017) 511–520.

A. Pawlik, K. Hnida, R.P. Socha, E. Wiercigroch, K. Małek, G.D. Sulka, Effects of anodizing conditions and annealing temperature on the morphology and crystalline structure of anodic oxide layers grown on iron, Appl. Surf. Sci. 426 (2017) 1084–1093.

E. Wierzbicka, K. Syrek, G.D. Sulka, M. Pisarek, M. Janik-Czachor, The effect of foil purity on morphology of anodized nanoporous ZrO2, Appl. Surf. Sci. 388 (2016) 799–804.

OTRZYMYWANIE NANOSTRUKTURALYCH ELEKTROD METALICZNYCH (np. Ag, Au, Cu, Sn, Sb, Ni, Pd) I POLIMEROWYCH (np. PPy, PANI, PEDOT, PMMA) Z WYKORZYSTANIEM SZABLONÓW Z ANODOWEGO TLENKU GLINU

Synteza struktur nanodrutów o jednorodnych lub modulowanych średnicach, prostych lub rozgałęzionych, a także struktur o innych morfologiach (nanostożki, nanorurki)

Otrzymywanie porowatych nanodrutów poprzez elektroosadzanie i selektywne roztwarzanie jednego ze składników (Au, Ag).

Wybrane publikacje:

A. Brzózka, K. Fic, J. Bogusz, A.M. Brudzisz, M.M. Marzec, M. Gajewska, G.D. Sulka, Polypyrrole-nickel hydroxide hybrid nanowires as future materials for energy storage, Nanomaterials 9 (2019) 307.

A. Brzózka, D. Szeliga, E. Kurowska-Tabor, G.D. Sulka, Synthesis of copper nanocone array electrodes and its electrocatalytic properties toward hydrogen peroxide reduction, Mater. Lett. 174 (2016) 66–70.

K.E. Hnida, R.P. Socha, G.D. Sulka, Polypyrrole-silver composite nanowire arrays by cathodic co-deposition and their electrochemical properties, J. Phys. Chem. C 117 (2013) 19382–19392.

L. Zaraska, E. Kurowska, G.D. Sulka, M. Jaskuła, Porous alumina membranes with branched nanopores as templates for fabrication of Y-shaped nanowire arrays, J. Solid State Electrochem. 16 (2012) 3611–3619.

G.D. Sulka, A. Brzózka, L. Liu, Fabrication of diameter-modulated and ultrathin porous nanowires in anodic aluminum oxide templates, Electrochim. Acta 56 (2011) 4972-4979.

ZASTOSOWANIA MATERIAŁÓW NANOSTRUKTURALNYCH

NANOSTRUKTURALNE TLENKI PÓŁPRZEWODNIKOWE DO ZASTOSOWAŃ
W FOTOELEKTROCHEMII I FOTOKATALIZIE

Badanie właściwości fotoelektrochemicznych nanostrukturalnych anodowych tlenków: TiO2, WO3, SnO2, ZnO
i innych.

Fotoelektrochemiczne sensory glukozy na bazie nanoporowatych anodowych tlenków półprzewodnikowych (np. WO3 i TiO2).

Elektrochemiczna synteza oraz kompleksowa charakterystyka materiałów hybrydowych typu Ti/TiO2/PEDOT do zastosowań fotoelektrochemicznych.

Fotodegradacja zanieczyszczeń z wykorzystaniem nanostrukturalnych TiO2 i WO3

Wybrane publikacje:

J. Kapusta-Kołodziej, A. Chudecka, G.D. Sulka, 3D nanoporous titania formed by anodization as a promising photoelectrode material, J. Electroanal. Chem. 823 (2018) 221-233.

K. Syrek, M. Zych, L. Zaraska, G.D. Sulka, Influence of annealing conditions on anodic tungsten oxide layers and their photoelectrochemical activity, Electrochim. Acta 231 (2017) 61–68.

J. Kapusta-Kołodziej, K. Syrek, A. Pawlik, M. Jarosz, O. Tynkevych, G.D. Sulka, Effects of anodizing potential and temperature on the growth of anodic TiO2 and its photoelectrochemical properties, Appl. Surf. Sci. 396 (2017) 1119–1129.

L. Zaraska, K. Syrek, K. Hnida, M. Bobruk, A. Krzysik, T. Łojewski, M. Jaskuła, G.D. Sulka, Nanoporous tin oxides synthesized via electrochemical anodization in oxalic acid and their photoelectrochemical activity, Electrochim. Acta 205 (2016) 273–280.

M. Jarosz, K. Syrek, J. Kapusta-Kołodziej, J. Mech, K. Małek, K. Hnida, T. Łojewski, M. Jaskuła, G.D. Sulka,  Heat treatment effect on crystalline structure and photoelectrochemical properties of anodic TiO2 nanotube arrays formed in ethylene glycol and glycerol based electrolytes, J. Phys. Chem. C 119 (2015) 24182–24191.

NANOSTRUKTURALNE SENSORY ELEKTROCHEMICZNE

Sensory nadtlenku wodoru na bazie struktur nanodrutów Ag i PPy-Ag, nanoporowatych warstw Ag, cząstek srebra oraz uporządkowanych struktur nanostożków Cu

Sensor chloroformu na bazie elektrod Ag o rożnej morfologii (pręt Ag o płaskiej powierzchni, uporządkowane struktury nanodrutów Ag, uporządkowane struktury nanohemisfer Ag)

Sensory adrenaliny na bazie struktur nanodrutów oraz nanoporowatych warstw Au

Sensory pH na bazie struktur nanodrutów polipirolu

Wybrane publikacje:

E. Wierzbicka, M. Szultka-Młyńska, B. Buszewski, G.D. Sulka, Epinephrine sensing at nanostructured Au electrode and determination its oxidative metabolism, Sensor Actuat. B–Chem. 237 (2016) 206–215.

A. Brzózka, D. Szeliga, E. Kurowska-Tabor, G.D. Sulka, Synthesis of copper nanocone array electrodes and its electrocatalytic properties toward hydrogen peroxide reduction, Mater. Lett. 174 (2016) 66–70.

E. Kurowska-Tabor, M. Jaskuła, G.D. Sulka, Sensitive amperometric sensing of hydrogen peroxide using Ag nanowire array electrode, Electroanalysis, 27 (2015) 1968–1978.

E. Kurowska, A. Brzózka, M. Jarosz, G.D. Sulka, M. Jaskuła, Silver nanowire array sensor for sensitive and rapid detection of H2O2, Electrochim. Acta 104 (2013) 439–447.

G.D. Sulka, K. Hnida, A. Brzózka, pH sensors based on polypyrrole nanowire arrays, Electrochim. Acta 104 (2013) 536–541.

ELEKTROCHEMICZNA REDUKCJA HALOGENOALKANÓW NA NANOSTRUKTURALNYCH ELEKTRODACH METALICZNYCH

Badanie wpływu struktury powierzchni elektrod srebrnych na proces elektrokatalitycznej dehalogenacji chloroformu.

Badanie wpływu wspomagającego elektrolitu na potencjał i prąd redukcyjnego rozerwania wiązania węgiel-chlor w cząsteczce chloroformu.

Otrzymywanie nanodrutów AgPd jako materiału aktywnego w kierunku elektroredukcji halogenoalkanów.

Wybrane publikacje:

A. Brzózka, A. Jeleń, A.M. Brudzisz, M.M. Marzec, G.D. Sulka, Electrocatalytic reduction of chloroform at nanostructured silver electrodes, Electrochim. Acta 225 (2017) 574–583.

NANOSTRUKTURALNE MATERIAŁY TERMOELEKTRYCZNE

Synteza i charakterystyka cienkich filmów oraz nanodrutów na bazie InSb

Badanie kinetyki elektroosadzania jonów In3+ i Sb3+

Synteza i charakterystyka nanodrutów InSb dotowanych Mn, Ge oraz Te w procesie elektroosadzania pulsacyjnego

Wybrane publikacje:

D. Gilek, A. Brzózka, K.E. Hnida, G.D. Sulka, Electrochemical behavior of InSb thin films with different crystal structure in alkaline solution, Electrochim. Acta 302 (2019) 352-362.

K.E.Hnida, M. Marzec, E. Wlaźlak, D. Chlebda, K. Szaciłowski, D. Gilek, G.D. Sulka, M. Przybylski, Influence of pulse frequency on physicochemical properties of InSb films obtained via electrodeposition, Electrochim. Acta 304 (2019) 396-404.

K.E. Hnida, S. Bäßler, J. Mech, K. Szaciłowski, R. P. Socha, M. Gajewska, K. Nielsch, M. Przybylski, G.D. Sulka, Electrochemically deposited nanocrystalline InSb thin films and their electrical properties, J. Mater. Chem. C 4 (2016) 1345–1350.

K. Hnida, S. Baessler, L. Akinsinde, J. Gooth, K. Nielsch, R. Socha, A. Łaszcz, A. Czerwinski, G.D. Sulka, Tuning the polarity of charge transport in InSb nanowires via heat treatment, Nanotechnology 26 (2015) 285701

NANOPOROWATY TiO2 DO ZASTOSOWAŃ BIOMEDYCZNYCH

Modyfikacja warstw nanoporowatego anodowego TiO2 pochodnymi silanów oraz warstwami polimerów (na bazie chitozanu) w celu zwiększenia ich biokompatybilności.

Badanie zdolności do formowania się apatytu na modyfikowanych warstwach nanoporowatego TiO2.

Badania biologiczne rusztowań TiO2/Ti pod kątem hodowli komórkowej.

Właściwości antybakteryjne modyfikowanych warstw nanoporowatego anodowego TiO2.

Systemy do dostarczania leków na bazie nanoporowatych tlenków anodowych.

Badania mechaniczne i wytrzymałościowe warstw TiO2/Ti.

Wybrane publikacje:

A. Pawlik, M. Atiq Ur Rehman, Q. Nawaz, F.E. Bastan, G.D.Sulka, A.R.Boccaccini, Fabrication and characterization of electrophoretically deposited chitosan-hydroxyapatite composite coatings on anodic titanium dioxide layers, Electrochim. Acta 307 (2019) 465-473.

A. Pawlik, M. Jarosz, K. Syrek, G.D. Sulka, Co-delivery of ibuprofen and gentamicin from nanoporous anodic titanium dioxide layers, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 152 (2017) 95–102.

K. Malec, J. Góralska, M. Hubalewska-Mazgaj, P. Głowacz, M. Jarosz, P. Brzewski, G.D Sulka, M. Jaskuła, I. Wybrańska, Effects of nanoporous anodic titanium oxide on human adipose derived stem cells, Int. J. Nanomed. 11 (2016) 5349–5360.

M. Gołda-Cępa, K. Syrek, M. Brzychczy-Wloch, G.D. Sulka, A. Kotarba, Primary role of electron work function for evaluation of nanostructured titania implant surface against bacterial infection, Mater. Sci. Eng. C 66 (2016) 100–105.

M. Jarosz, A. Pawlik, M. Szuwarzyński, M. Jaskuła, G. D. Sulka, Nanoporous anodic titanium dioxide layers as potential drug delivery systems: drug release kinetics and mechanism, Colloids Surf., B 143 (2016) 447–454.

UKŁADY BIOELEKTROCHEMICZNE (BESs)

Konstrukcja nowych bioelektrod na bazie połączenia metal/polikation pokrytych przyjaznymi środowisku mikroorganizmami.

Badanie różnych elektrod na bazie połączenia metal/polikation pod kątem tworzenia się na nich biofilmu bakterii kwasu mlekowego.

Badanie pokrycia elektrod różnego rodzaju organizmami jednokomórkowymi i ich potencjalne zastosowanie jako bioelektrody.

Elektrochemiczna ewaluacja nowych bioelektord pod kątem ich potencjalnego zastosowania w mikrobiologicznych ogniwach paliwowych (z ang. microbial fuel cells, MFC).

Badania elektrochemiczne nowych bioelektrod w kontekście ich potencjalnego zastosowania w mikrobiologicznych ogniwach elektrolitycznych (z ang. microbial electrolytic cells, MEC).

Badanie mechanizmów i procesów zachodzących na granicy elektroda/biofilm.

Wybrane publikacje:

M. Jarosz, J. Grudzień, K. Kamiński, K. Gawlak, K. Wolski, M. Nowakowska, G.D. Sulka, Novel bioelectrodes based on polysaccharide modified gold surfaces and electrochemically active Lactobacillus rhamnosus GG biofilms, Electrochim. Acta, 296 (2019) 999-1008.

Zgłoszenie patentowe:

K. Kamiński, M. Jarosz, K. Gawlak, J. Grudzień, G. Sulka, M. Nowakowska, Sposób otrzymywania biofilmu bakterii Lactobacillus rhamnosus na powierzchni metalicznej oraz bioelektroda uzyskana tym sposobem

SUPERKONDENSATORY

Uporządkowane struktury nanodrutów polimerowych oraz polimerowo-tlenkowych jako przyszłe materiały do zastosowań związanych z magazynowaniem i  konwersją energii elektrycznej - elektrosynteza, oraz charakterystyka morfologii, składu i elektrochemiczna.

Nanostrukturyzacja powierzchni folii metalicznych (Ni, Cu) jako metoda przygotowywania kolektorów prądowych z ulepszonymi właściwościami adhezyjnymi.

Wybrane publikacje:

A. Brzózka, K. Fic, J. Bogusz, A.M. Brudzisz, M.M. Marzec, M. Gajewska, G.D. Sulka, Polypyrrole-nickel hydroxide hybrid nanowires as future materials for energy storage, Nanomaterials 9 (2019) 307.

ELEKTROLITYCZNE OSADZANIE I ROZTWARZANIE METALI

Synteza porowatych uporządkowanych  struktur nanodrutów Au poprzez selektywne wytrawianie stopów Au-Ag

Synteza porowatych warstw Ag poprzez selektywne wytrawianie stopów Ag-Zn

Wybrane publikacje:

E. Kurowska-Tabor, K. Gawlak, K. Hnida, M. Jaskuła, G.D. Sulka, Synthesis of porous thin silver films and their application for hydrogen peroxide sensing, Electrochim. Acta 213 (2016) 811–821.

E. Wierzbicka, G.D. Sulka, Nanoporus spongelike Au-Ag films for electrochemical epinephrine sensing, J. Electroanal. Chem. 762 (2016) 43–50.

G.D. Sulka, A. Brzózka, L. Liu, Fabrication of diameter-modulated and ultrathin porous nanowires in anodic aluminum oxide templates, Electrochim. Acta 56 (2011) 4972–4979.

P.T. Tang, M. Jaskuła, M. Kubiczek, I. Mizushima, K. Pantleon, M. Arentoft, Pulse reversal plating of nickel-cobalt alloys, Trans. Inst. Met. Finish. 87 (2009) 72–77.

G. Bech-Nielsen, M. Jaskuła, The influence of a magnetic field on the non-electrochemical dissolution of iIron, J. Electroanal. Chem. 624 (2008) 327–328.

KOROZJA METALI I STOPÓW

Badania korozyjne stopów Ni3Al

Badania korozyjne TiNbZr, TiMo, oraz InSb

Wybrane publikacje:

G.D. Sulka, P. Jóźwik, Electrochemical behavior of Ni3Al-based alloys in NaOH, Intermetallics 19 (2011) 974–981.