Publikacje

2023

1. Na łamach prestiżowego czasopisma Advanced Science (IF = 15.1) ukazała się praca pt. „Pressure‐Induced Remarkable Spectral Red‐Shift in Mn²⁺‐Activated NaY₉(SiO₄)₆O₂ Red‐Emitting Phosphors for High‐Sensitive Optical Manometry”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy grup badawczych z I) Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM; II) Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu; III) Ningbo University w Chinach; IV) Jiangsu University of Science and Technology w Chinach; V) Wydziału Fizyki Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii. Publikacja dotyczy opracowania nowego optycznego (luminescencyjnego) sensora wysokiego ciśnienia opartego o emisję jonów Mn²⁺. Materiał ten wykazuje największą czułość na zmiany ciśnienia w układzie (dFWHM/dP = 10.13 nm/GPa) ze wszystkich znanych manometrów optycznych, wykorzystujących do pomiaru ciśnienia zmiany szerokości połówkowej pasma emisji.

Zeng, Q.; Runowski, M.; Xue, J.; Luo, L.; Marciniak, L.; Lavín, V.; Du, P. Pressure‐Induced Remarkable Spectral Red‐Shift in Mn²⁺‐Activated NaY₉(SiO₄)₆O₂ Red‐Emitting Phosphors for High‐Sensitive Optical Manometry. Advanced Science, 2023, 2308221. https://doi.org/10.1002/advs.202308221.



2. Połączenie koncepcji dendrymerów, silseskwioksanów oraz jednostek ferrocenowych okazuję się być ciekawą alternatywą dla klasycznych układów  związków krzemu. W tej tematyce opublikowana została ostatnio praca na łamach renomowanego czasopisma ACS Inorganic Chemistry pt. „Metallodendrimers Unveiled: Investigating the Formation and Unique Features of Double-Decker Silsesquioxane-Based Silylferrocene Dendrimers”. Praca powstała we współpracy z Prof. Pilar Garcia Armada z Universidad Politécnica de Madrid podczas kilkutygodniowego stażu mgr Oli Mrzygłód w Madrycie z zespołu prof. UAM dr hab. Beaty Dudziec (Wydział Chemii, CZT). Publikacja dotyczy syntezy oraz właściwości elektrochemicznych dendrymerów G1 i G2 na bazie dwupoziomowego silseskwioksanu typu DDSQ.

Mrzygłód, A., Rzonsowska, M., García-Armada, M. P.; Dudziec, B.; Nowicki, M. Metallodendrimers Unveiled: Investigating the Formation and Unique Features of Double-Decker Silsesquioxane-Based Silylferrocene Dendrimers. Inorg. Chem. 2023. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c02628


3. Na łamach wiodącego czasopisma w obszarze nauk materiałowych Advanced Functional Materials (IF = 19) ukazała się praca pt. „Multimodal Optically Nonlinear Nanoparticles Exhibiting Simultaneous Higher Harmonics Generation and Upconversion Luminescence for Anticounterfeiting and 8‐bit Optical Coding”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy grup badawczych z Polski, Chin, Hiszpanii i USA, tj. I) Wydziału Chemii UAM; II) Hangzhou City University w Chinach; III) Universidad de La Laguna w Hiszpanii; IV) Politechniki Łódzkiej; V) Harvard University w USA. Niniejsze badania prezentują opracowanie i syntezę pierwszych nanomateriałów wykazujących jednocześnie kombinację różnych nieliniowych procesów optycznych (NLO), tj. generację drugiej harmonicznej (SHG), generację trzeciej harmonicznej (THG) oraz tzw. fotoluminescencję up-konwersyjną (UC-PL). Zsyntetyzowane nanocząstki zostały wtłoczone do polimerów drukowalnych w technologii 3D, włókien i tuszy do celów zabezpieczeń przed podrabianiem, detekcji odcisków palców, zastosowań biomedycznych i przetwarzania informacji. Przedstawiamy również potencjał technologiczny tych materiałów w dziedzinie zabezpieczeń oraz optycznego przechowywania danych (pamięci optyczne), poprzez pierwszą realizację 8-bitowego, w pełni nieliniowego kodowania i dekodowania optycznego opartego na procesach parametrycznych i nieparametrycznych.

Runowski M., Woźny P., Martín I.R., Soler-Carracedo K., Zheng T., Hemmerich H., Rivera-López F., Moszczyński J., Kulpiński P., Feldmann S. Multimodal Optically Nonlinear Nanoparticles Exhibiting Simultaneous Higher Harmonics Generation and Upconversion Luminescence for Anticounterfeiting and 8-bit Optical Coding. Adv. Funct. Mater. 2023, 2307791. DOI: 10.1002/adfm.202307791



Na przestrzeni ostatnich lat farmaceutyki zaczęły stanowić jedną z wiodących grup zanieczyszczeń środowiska wodnego. Do ich usuwania wykorzystuje się wiele procesów, w tym m.in. adsorpcję, fotokatalizę czy techniki membranowe, jednak każda z tych technik posiada swoje ograniczenia. Z tego powodu, autorzy pracy "The development of novel tailor-made photocatalytic reactor for sulfamethoxazole removal: Understanding mechanism and degradation pathway" opublikowanej w Chemical Engineering Journal (IF=15,1) postanowili zaproponować nowatorski fotoreaktor pozwalający na eliminację szeregu wad procesów fotoutleniania.
"Przede wszystkim wytworzyliśmy fotokatalizator TiO₂-włókno węglowe, który dzięki swojej unikalnej trójwymiarowej strukturze, pozwalał nie tylko na łatwą separację po procesie fotokatalitycznym, ale także usprawniał kontakt pomiędzy fotokatalizatorem, a degradowanym zanieczyszczeniem – sulfametaksazolem. Jednak kluczowym elementem pracy było zaprojektowanie dostosowanego do potrzeb źródła światła LED, które wpisywało się w spektrum absorpcji fotokatalizatora. Takie równoległe podejście do rozwoju fotokatalizatora oraz źródła światła, pozwoliło nam na uzyskanie zwiększonej efektywności w usuwaniu sulfametaksazolu, nawet w pięciu kolejnych cyklach katalitycznych. Co ważne, nasze rozwiązanie odznaczało się niską energochłonnością, co jest niezwykle istotne mając na uwadze zasady zrównoważonego rozwoju."
Kubiak A., Gabała E., Sobańska K., Frankowski M., Pietrzyk P., Krawczyk P., Cegłowski M. The development of novel tailor-made photocatalytic reactor for sulfamethoxazole removal: Understanding mechanism and degradation pathway. Chemical Engineering Journal, 2023, 145168. doi: 10.1016/j.cej.2023.145168

Na łamach czasopisma Angewandte Chemie ukazała się praca pt. „Dynamic Cages – Towards Nanostructured Smart Materials”, autorstwa Dr. Wojciecha Drożdża (Wydział Chemii, CZT), Prof. wiz. Artura Ciesielskiego (CZT, ISIS Strasbourg) oraz Prof. Artura Stefankiewicza (Wydział Chemii, CZT), realizujących swoje badania w Centrum Zaawansowanych Technologii.
W publikacji przedstawiono sposoby wykorzystania dynamicznych klatek koordynacyjnych i kowalencyjnych w tworzeniu inteligentnych nanomateriałów wielowymiarowych (0- 3D). Otrzymane układy hybrydowe i kompozytowe charakteryzują się znacznie lepszymi lub całkiem odmiennymi właściwościami w porównaniu do elementów składowych, co w istotny sposób przekłada się na ich potencjalne zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu (m. in. w katalizie, magazynowaniu gazów, separacji czy transporcie).
Drożdż W.; Ciesielski A.; Stefankiewicz A.R. Dynamic cages - Towards Nanostructured Smart Materials. Angewandte Chemie, 2023,  doi: 10.1002/anie.202307

Jak połączyć chemię kostek krzemoorganicznych i dendrymerów? Kolejna praca Zespołu prof. UAM dr hab. Beaty Dudziec właśnie o tym opowiada. Artykuł “Tricky but repeatable synthetic approach to branched, multifunctional silsesquioxane dendrimer derivatives“ został właśnie opublikowany w prestiżowym czasopiśmie RSC Inorganic Chemistry Frontiers. To wspólne przedsięwzięcie syntetyków i katalityków z zakresu chemii związków krzemu. Publikacja dotyczy opracowania metody syntezy serii dendrymerów silseskwioksanowych z różnymi rdzeniami (mono-T₈, okta-T₈  do dwu- i tetrafunkcyjnych układów DDSQ) z reaktywnym ugrupowaniem Si-H. Otrzymano je w oparciu o protokół sekwencji reakcji hydrosililowania Si-H i redukcji Si-Cl, biorąc pod uwagę różne czynniki, m.in.  związki redukujące (LiAlH4 i Red-Al®).
A. Mrzygłód, R. Januszewski, J. Duszczak, M. Dutkiewicz, M. Kubicki, B. Dudziec. Tricky but repeatable synthetic approach to branched, multifunctional silsesquioxane dendrimer derivatives. Inorg. Chem. Front., 2023, (Advance Article) DOI: 10.1039/D3QI00500C

Na łamach wiodącego czasopisma w obszarze nauk materiałowych Advanced Materials (IF = 32.086) ukazała się praca pt. „Mechanoluminescence And Photoluminescence Heterojunction for Superior Multi‐mode Sensing Platform of Friction, Force, Pressure And Temperature in Fibers And 3D‐printed Polymers”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy grup badawczych z Polski, Chin, Hiszpanii i USA, tj. I) Wydziału Chemii UAM; II) Hangzhou City University w Chinach; III) Universidad de La Laguna w Hiszpanii; IV) University of Houston w USA; V) Uniwersytetu Gdańskiego; VI) Politechniki Łódzkiej; VII) Shenzhen University w Chinach. Opublikowane wyniki badań demonstrują opracowanie innowacyjnego i wielofunkcyjnego czujnika foto- i mechano-luminescencyjnego, w formie proszkowej, mikro włókien i polimerów drukowanych 3D do optycznego wykrywania wysokiego i niskiego ciśnienia, temperatury, siły i tarcia. Połączenie techniki druku 3D z przędzeniem włókien pokazuje możliwość masowej produkcji aktywnych mechanicznie i optoelektronicznie części mechanoluminescencyjnych, zintegrowanych z narzędziami i aparaturą naukową i przemysłową.

Zheng, T.; Runowski, M.; Martín, I. R.; Soler‐Carracedo, K.; Peng, L.; Skwierczyńska, M.; Sójka, M.; Barzowska, J.; Mahlik, S.; Hemmerich, H.; Rivera‐López, F.; Kulpiński, P.; Lavín, V.; Alonso, D.; Peng, D. Mechanoluminescence and Photoluminescence Heterojunction for Superior Multi‐mode Sensing Platform of Friction, Force, Pressure and Temperature in Fibers and 3D‐printed Polymers. Advanced Materials, 2023, DOI: 10.1002/adma.202304140.

Na łamach prestiżowego czasopisma European Journal of Medicinal Chemistry (Elsevier, IF = 7.088, 140 pkt MEiN) ukazała się praca pt. „Modifications of geldanamycin via CuAAC altering affinity to chaperone protein Hsp90 and cytotoxicity”, która jest rezultatem współpracy Grupy Badawczej prof. Piotra Przybylskiego z prof. Marią Gdaniec. W publikacji przedstawione zostały nowe pochodne geldanamycyny, antybiotyku ansamycynowego o aktywności przeciwnowotworowej, którego miejscem docelowym działania jest białko szoku cieplnego Hsp90. Związki otrzymano na drodze 1,3-dipolarnej cykloaddycji Huisgena CuAAC przeprowadzonej w pozycji C(17). Rdzeń benzochinonowy geldanamycyny połączony został poprzez linker triazolowy z podstawnikami o zróżnicowanej naturze – hydrofilowymi i hydrofobowymi, kwasowymi i zasadowymi, co umożliwiło przeprowadzenie analizy pomiędzy strukturą i aktywnością pochodnych SAR. Wyniki badań aktywności przeciwnowotworowej zostały przedyskutowane w świetle najkorzystniejszych energetycznie sposobów wiązania się pochodnych z ‘target’. Modyfikacje szkieletu geldanamycyny poskutkowały obniżeniem toksyczności, zmniejszeniem wartości stałej dysocjacji K_d z Hsp90 (zwiększone powinowactwo pochodnych do target) oraz zwiększonymi indeksami apoptozy w liniach nowotworowych i aktywnością przeciwnowotworową na poziomie μM.
Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w ramach grantu 2017/25/B/ST5/00291 w konkursie Opus 13 oraz 2021/41/N/ST4/02137 w konkursie Preludium 20.

Skrzypczak N., Buczkowski A., Bohusz W., Nowak E., Tokarska E., Leśniewska A., Alzebari A. M., Ruszkowski P., Gdaniec M., Bartl F., Przybylski P. Modifications of geldanamycin via CuAAC altering affinity to chaperone protein Hsp90 and cytotoxicity. European Journal of Medicinal Chemistry, 2023, 256, 115450, DOI: 10.1016/j.ejmech.2023.115450.
Na łamach prestiżowego czasopisma The Journal of Organic Chemistry (ACS, IF = 4.198, 140 pkt MEiN) ukazała się praca pt. „Cascade Transformation of Ansamycin Benzoquinone Core into Benzoxazole Influencing Anticancer Activity and Selectivity”, która powstała w wyniku współpracy Grupy Badawczej Profesora Piotra Przybylskiego i Pani Profesor Marii Gdaniec. W pracy przedstawiono nową kaskadową metodę syntezy benzoksazoli z układów benzochinonowych i zróżnicowanych strukturalnie amin bez użycia metali jako katalizatorów. W pracy przedstawiono wpływ użytej zasady oraz charakter reagenta aminowego na wydajność procesu heterocyklizacji domino. Na podstawie badań aktywności biologicznej otrzymanych związków wykazano, że tandemowa redukcja rdzenia benzochinonowego poskutkowała wzrostem aktywności przeciwnowotworowej w kilku liniach nowotworowych oraz zwiększeniem indeksów selektywności.
Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w ramach grantu 2017/25/B/ST5/00291 w konkursie Opus 13 oraz 2021/41/N/ST4/02137 w konkursie Preludium 20.
Skrzypczak N., Pyta K., Bohusz W., Leśniewska A., Gdaniec M., Ruszkowski P., Schilf W., Bartl F., Przybylski P. Cascade Transformation of the Ansamycin Benzoquinone Core into Benzoxazole Influencing Anticancer Activity and Selectivity. The Journal of Organic Chemistry, 2023, DOI: 10.1021/acs.joc.3c00493.

Z dumą informujemy o najnowszej pracy w renomowanym czasopiśmie Angewandte Chemie (IF = 16,823), która skupia się na badaniach dotyczących układów hybrydowych typu POCOF bazujących na polioksometalanach typu Andersona jako elektrod wykorzystywanych w superkondensatorach.
Wysoce interesujący temat pracy dostrzegli recenzenci i publikacji przyznano rangę VIP (very important paper – nie więcej niż 5 % prac otrzymuje takie wyróżnienie).
Praca powstała jako wynik współpracy grupy badawczej Prof. wiz. Artura Ciesielskiego (dr Dawid Pakulski, Włodzimierz Czepa, dr Iwona Janica) (CZT) oraz członków zespołu Prof. Violetty Patroniak (dr Adam Gorczyński, Daria Brykczyńska) i Prof. Macieja Kubickiego.

Pakulski D., Gorczyński A., Brykczyńska D., Montes-García V., Czepa W., Janica I., Bielejewski M., Kubicki M., Patroniak V., Samori P., and Ciesielski A.  New Anderson-Based Polyoxometalate Covalent OrganicFrameworks as Electrodes for Energy Storage Boosted ThroughKeto-Enol Tautomerization.  Angewandte Chemie, 2023, doi: 10.1002/anie.202305239
Wprawdzie z punktu widzenia chemika woda jest bardzo prostym związkiem, to jej znaczenie w przyrodzie jest nie do przecenienia. Wystarczy powiedzieć, że stanowi aż 60% masy ludzkiego ciała, a jej niedobór jest jednym z największych problemów, jakie dotykają ludzkość. Mimo iż woda jest jedną z najczęściej badanych substancji jej właściwości nie przestają zaskakiwać.
Jednym z obecnie intensywnie eksplorowanych obszarów badań są substancje zdolne do kontrolowanego i odwracalnego pochłaniania, przechowywania i oddawania wody. Takie właściwości są szczególnie pożądane, np.: w formulacjach farmaceutycznych  i w pochłaniaczach wody. Większość znanych związków tego typu uwalnia wodę w wyższej temperaturze, często przekraczającej temperaturę wrzenia wody, co czyni ten proces kosztownym i wymagającym użycia znacznych ilości energii. Aby pozyskiwanie wody  z atmosfery było opłacalne, poszukuje się takich materiałów, w których proces uwalniania wody może być przeprowadzony w temperaturach niewiele wyższych niż temperatura pokojowa.
12 Kwietnia 2023 roku w czasopiśmie Nature został opublikowany artykuł zatytułowany „Dehydration of a crystal hydrate at subglacial temperatures”, w którym naukowcy z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza i Uniwersytetu Stellenbosch wykazali,  że kryształy chiralnego związku makrocyklicznego, nazywanego zwyczajowo triangliminą, wykazują zdolność do odwracalnego pochłaniania i uwalniania wody  w temperaturach poniżej jej punktu zamarzania. Ściślej, najniższa temperatura,  w której można zaobserwować ten cykliczny proces to -70 °C. Poniżej tej temperatury następuje zeszklenie wody zawartej  w kryształach hydratu, co jest równoznaczne  z zanikiem jej zdolności do przepływu.
Struktura kryształu przypomina tzw. cegłę dziurawkę, gdzie średnica kanału wynosi 1 nm a ściany zbudowane są z makrocykli. Proces pochłaniania i utraty wody można obserwować gołym okiem, bo wiąże się on ze zmianą barwy kryształu(z żółtej na czerwoną  i odwrotnie), na skutek zmiany konfiguracji elektronowej w obrębie makrocykla związanej z odwracalnym przeniesieniem protonu. Pochłanianie i usuwanie wody nie zmieniają struktury kryształu, sam proces jest bardzo szybki i może przebiegać wielokrotnie bez znamion fizycznego zniszczenia próbki. Należy nadmienić, że tego typu zmiana barwy jest obserwowana tylko dla odpowiedniej fazy krystalicznej.
Prezentowane badania są istotnym krokiem w kierunku racjonalnego projektowania materiałów zdolnych do odwracalnego wychwytywania wody z atmosfery, nawet przy niskiej wilgotności. Jest to szczególnie ważne dla tzw. jałowych obszarów świata, takich jak obszary stepowe i pustynne. Innym obszarem zastosowań są wskaźniki wilgotności dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego, w tym transport i przechowywanie zamrożonej żywności  i szczepionek.
Eaby A.C. Myburgh D.C., Kosimov A., Kwit M., Esterhuysen C., Janiak A.M., Barbour L.J. Dehydration of a crystal hydrate at subglacial temperatures. Nature, 2023, 616, 288-292. Doi: 10.1038/s41586-023-05749-7

Na łamach prestiżowego czasopisma Advanced Functional Materials (IF = 19.924) ukazała się praca pt. „Giant Pressure‐Induced Spectral Shift in Cyan‐Emitting Eu²⁺‐Activated Sr₈Si₄O₁₂Cl₈ Microspheres for Ultrasensitive Visual Manometry”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy grup badawczych z I) Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM; II) Wydziału Nauk Mikroelektroniki i Inżynierii, Szkoły Nauk Fizycznych i Technologii, Uniwersytetu Ningbo w Chinach; III) Grupy Spektroskopii Optycznej i Wysokiego Ciśnienia, Wydziału Fizyki Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii. Publikacja dotyczy opracowania nowego optycznego (luminescencyjnego) sensora wysokiego ciśnienia, który wykazuje największą czułość na zmiany ciśnienia w układzie (dλ/dP = 9.7 nm/GPa), ze wszystkich obecnie dostępnych manometrów optycznych.
Zheng, T.; Runowski, M.; Xue, J.; Luo, L.; Rodríguez‐Mendoza, U. R.; Lavín, V.; Martín, I. R.; Rodríguez‐Hernández, P.; Muñoz, A.; Du, P. Giant Pressure‐Induced Spectral Shift in Cyan‐Emitting Eu²⁺‐Activated Sr₈Si₄O₁₂Cl₈ Microspheres for Ultrasensitive Visual Manometry. Advanced Functional Materials, 2023, 2214663. DOI: 10.1002/adfm.202214663.

Na łamach prestiżowego czasopisma ACS Applied Materials & Interfaces (IF = 10.383, 200 pkt. MEiN) ukazała się praca pt. „Noncentrosymmetric Lanthanide-Based MOF Materials Exhibiting Strong SHG Activity and NIR Luminescence of Er³⁺: Application in Nonlinear Optical Thermometry”. Praca powstała na skutek owocnej współpracy trzech grup badawczych, tj. Zakładu Ziem Rzadkich, Wydziału Chemii UAM; Zakładu Syntezy Nanostruktur Funkcjonalnych, Wydziału Chemii UAM oraz Grupy Spektroskopii Optycznej i Wysokiego Ciśnienia, Wydziału Fizyki Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii. Wykorzystując zalety różnych odpowiedzi sensora w zmienionych warunkach termicznych, opracowano nieliniowy termometr optyczny oparty na niecentrosymetrycznych materiałach typu Ln-MOF (ang. Lanthanide Metal-Organic Frameworks) - domieszkowany MOF-Yb³⁺/Er³⁺. W przedstawionym układzie intensywność sygnał SHG (ang. Second Harmonic Generation) maleje wraz z rosnącą temperaturą, podczas gdy pasmo emisji jonów Er³⁺ w NIR nieznacznie się poszerza, umożliwiając ratiometryczne  monitorowanie temperatury poprzez pomiar zmiany stosunku intensywności pasm emisyjnych Er³⁺/SHG (1550 nm/488 nm). Ponadto, przedstawione niecentrosymetryczne układy można zsyntezować z achiralnych substratów, w wysokowydajnym procesie syntezy hydrotermalnej wykorzystując wyłącznie sól metalu oraz organiczny rozpuszczalnik, co znacząco upraszcza dostęp do tejże grupy związków. Nasze badania stanowią podstawę do racjonalnego projektowania łatwo dostępnych i samomonitorujących się NLO-aktywnych Ln-MOF o pożądanych właściwościach optycznych i elektronicznych.

Runowski M., Marcinkowski D., Soler-Carracedo K., Gorczyński A., Ewert E., Woźny P., Martín, I. R. Noncentrosymmetric Lanthanide-Based MOF Materials Exhibiting Strong SHG Activity and NIR Luminescence of Er³⁺: Application in Nonlinear Optical Thermometry. ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 2, 3244–3252.
DOI: 10.1021/acsami.2c22571