Stępień Joanna, dr inż.

Lider: Wuttke Stefan

Zakład Materiałów Funkcjonalnych i Nanomagnetyzmu prowadzi interdyscyplinarne badania nad nanomateriałami, koncentrując się na ich wytwarzaniu, charakteryzacji oraz kontrolowaniu właściwości funkcjonalnych poprzez ograniczanie rozmiarów i wymiarowości, z wykorzystaniem metod eksperymentalnych i zaawansowanego modelowania teoretycznego.

Lider: Kmita Angelika

Grupa Badawcza VERSA – Zaawansowane Materiały Funkcjonalne i Zrównoważone Technologie. Grupa Badawcza VERSA działa w Zakładzie Materiałów Funkcjonalnych i Nanomagnetyzmu ACMiN AGH, we współpracy z badaczami z pozostałych zakładów Centrum. Kierowana przez dr hab. inż. Angelikę Kmitę, prof. AGH, prowadzi interdyscyplinarne badania materiałów, w tym nanomateriałów, łącząc metody eksperymentalne i teoretyczne z zakresu inżynierii materiałowej, chemii i fizyki. Prace Grupy obejmują poznawanie mechanizmów fizykochemicznych oraz rozwój rozwiązań dla przemysłu, ochrony środowiska i zastosowań biomedycznych. Działalność VERSA koncentruje się na wyjaśnianiu zależności między składem, strukturą i właściwościami materiałów oraz wykorzystaniu tej wiedzy do świadomego kształtowania ich funkcjonalności. Badania obejmują nanocząstki magnetyczne, nanokompozyty, cienkie warstwy sensoryczne, izolatory topologiczne i materiały porowate. Analizowane są ich właściwości magnetyczne, magnetotransportowe, fizykochemiczne i katalityczne, istotne dla zastosowań w sensoryce, spintronice, medycynie i technologiach środowiskowych. Przykładowym kierunkiem prac jest rozwój magnetycznych materiałów kompozytowych, w tym materiałów porowatych (magnetic aerobeads). Badania obejmują m.in. układy oparte na biopolimerach i nanocząstkach magnetycznych, otrzymywane z wykorzystaniem suszenia w nadkrytycznym CO₂. Charakterystyka ich struktury porowatej oraz właściwości powierzchniowych, fizykochemicznych i magnetycznych służy ocenie potencjału zastosowań w ochronie środowiska, w szczególności do usuwania zanieczyszczeń z wody. Szczególną uwagę poświęca się możliwości magnetycznego odzysku, regeneracji i ponownego wykorzystania materiałów oraz zachowaniu ich funkcjonalności w kolejnych cyklach użytkowania. Rozwijane kierunki badań uwzględniają podejście Safe and Sustainable by Design (SSbD), zgodnie z którym bezpieczeństwo i zrównoważony rozwój stanowią kryteria projektowania materiałów i procesów już od etapu koncepcji. Istotne znaczenie mają ocena potencjalnego wpływu na zdrowie i środowisko, trwałość materiałów, możliwość ich regeneracji oraz efektywne wykorzystanie zasobów w całym cyklu życia. Równolegle Grupa prowadzi prace nad ograniczaniem emisji przemysłowych i zmniejszaniem oddziaływania procesów przemysłowych na środowisko. Przykładem jest udział w europejskim projekcie LIFE Green Casting, finansowanym ze środków Unii Europejskiej i współfinansowanym przez NFOŚiGW, w którym dr hab. inż. Angelika Kmita, prof. AGH, pełniła funkcję kierownika prac badawczych. Projekt, realizowany od 2022 roku do lutego 2026 roku, dotyczył ograniczania emisji w odlewnictwie poprzez zastosowanie nieorganicznych systemów spoiw. Prace łączyły badania materiałowe z oceną efektów środowiskowych i wdrażaniem rozwiązań w warunkach przemysłowych. Badacze tworzący Grupę VERSA mają doświadczenie w realizacji projektów finansowanych ze środków krajowych i międzynarodowych. Do wybranych projektów należą: 1. LIFE21-ENV-FI-Green Casting — ograniczanie emisji w europejskich odlewniach stopów żelaza poprzez zastosowanie nieorganicznych systemów spoiw; A. Kmita — kierownik prac badawczych; finansowanie ze środków UE w ramach programu LIFE oraz współfinansowanie NFOŚiGW; 2022 – luty 2026. 2. NCN, OPUS 23 — J. Cieślak / M. Sikora, 2022–2025. 3. NCN, SHENG 2 — Sz. Zapotoczny / D. Lachowicz, 2022–2025. 4. NCN, PRELUDIUM 20 — W. Salamon, 2022–2025. 5. NCN, OPUS-LAP 20 — M. Sikora, 2021–2025. 6. NAWA, Współpraca Bilateralna – Niemcy — M. Sikora, 2021–2022. 7. NAWA, Akademickie Partnerstwa Międzynarodowe — M. Przybylski, 2018–2020. 8. NCN, SONATA 12 — A. Kmita, 2017–2021. 9. NCN, SONATA 11 — K. Kollbek, 2017–2021. 10. NCN, SONATA 9 — A. Szkudlarek, 2016–2020. 11. NCN, OPUS 9 — M. Sikora, 2016–2020. 12. NCBR, LIDER — A. Rydosz / K. Kollbek, 2016–2019. 13. NCN, SONATA 8 — K. Berent, 2015–2018. 14. NCN, SONATA 8 — D. Lachowicz, 2015–2018. 15. NCN, SONATA BIS 4 — M. Sikora, 2015–2021. Zaplecze badawcze Grupy obejmuje m.in. aparaturę Laboratorium Analiz Fizykochemicznych i Stanu Środowiska ACMiN AGH, kierowanego przez dr hab. inż. Angelikę Kmitę, prof. AGH, oraz system PPMS z układem chłodzenia w obiegu zamkniętym. System analizy termicznej TG/DSC-MS umożliwia badanie stabilności termicznej materiałów, przemian zachodzących podczas ogrzewania oraz identyfikację wydzielanych produktów gazowych. Pomiary te wspierają ocenę materiałów funkcjonalnych, dobór warunków ich przetwarzania i regeneracji oraz badania nad emisjami i oddziaływaniem procesów wytwórczych na środowisko. System PPMS umożliwia charakterystykę właściwości magnetycznych i transportowych materiałów w szerokim zakresie temperatur i pól magnetycznych. Szczególne znaczenie mają badania procesów blokowania i relaksacji magnetycznej nanocząstek oraz zależności ich odpowiedzi magnetycznej od temperatury, pola i częstotliwości. Zakres badań, stosownie do dostępnych modułów i wyposażenia, obejmuje również analizę krzywych odwracania pierwszego rzędu (FORC), pomiary podatności magnetycznej AC, przewodnictwa cieplnego i elektrycznego oraz magnetooporu. Integracja badań termicznych, magnetycznych i transportowych z charakterystyką strukturalną i powierzchniową pozwala wyjaśniać mechanizmy odpowiedzialne za funkcjonalność materiałów oraz oceniać ich przydatność do określonych zastosowań. Wspiera projektowanie materiałów i procesów łączących wymagane parametry użytkowe z bezpieczeństwem i ograniczonym oddziaływaniem na środowisko.