W laboratorium są prowadzone badania wpływu modyfikacji składu i czynników fizyko-chemicznych na zdefektowania struktur w materiałach o strukturze nieuporządkowanej: szkła chalkogenidkowych, szkła tellurowe oraz biomateriały polimerowe. Materiały te są szeroko stosowane głównie w optyce, optoelektronice i medycynie. Mogą znajdować zastosowanie jako czujniki promieniowania jonizującego (szkła chalkogenidkowe), przetworniki optoelektroniczne i światłowody (szkła tellurowe). Biomateriały polimerowe stanowią specyficzną grupę materiałów o różnym składzie, budowie i własnościach, wyróżniających się tym, że są akceptowane przez organizm ludzki, a niektóre z nich łączą się na trwałe z żywą tkanką lub biorą udział w jej regeneracji. Stosowane są między innymi do produkcji polimerowych soczewek kontaktowych,soczewek wewnątrz gałkowych oraz polimerowych wypełniaczach dentystycznych.
W wyniku prowadzonych badań zbudowane zostaną modele podstawowych jednostek molekularnych tworzących strukturę nieuporządkowaną badanych materiałów.Badania posłużą do stworzenia topologicznego modelu obserwowanych przekształceń destrukcyjnych na poziomie uporządkowania bliskiego i średniego zasięgu. Pozwolą także na ulepszenie i modernizację technologiczną badanych materiałów, co z kolei może być pomocne przy produkcji tych materiałów.
Spektrometr do badania czasów życia anihilujących pozytonów firmy ORTEC,PALS;
Oprogramowanie do obliczeń kwantowo – mechaniczne metodami ab initio oraz DFT.
Spis projektów naukowych:
1. Efekt oddziaływań radiacyjnych w amorficznych materiałach dla elektroniki (2003-2006)- Międzynarodowy Projekt badawczy zawarty pomiędzy Instytutem Fizyki AJD w Częstochowie i Przedsiębiorstwem Naukowo-Produkcyjnym „Karat” (Lwów, Ukraina) i włączony do Protokołu Wykonawczego do Umowy Międzynarodowej o współpracy naukowej i naukowo-technicznej z zagranicą w ramach Umowy między Rządem RP a Rządem Ukrainy o współpracy w dziedzinie nauki i technologii (Kijów, 12.01.1993) kierownik projektu – prof. dr hab. Jacek Filipecki
Projekt dotyczył badań strukturalnych materiałów amorficznych na bazie As i Ge z wykorzystaniem techniki PALS
2. Nanoporowate ceramiki spinelowe do wielofunkcjonalnego zastosowania (2009-2010) - Międzynarodowy Projekt badawczy zawarty pomiędzy Instytutem Fizyki AJD w Częstochowie i Przedsiębiorstwem Naukowo-Produkcyjnym „Karat” (Lwów, Ukraina) i włączony do Protokołu Wykonawczego do Umowy Międzynarodowej o współpracy naukowej i naukowo-technicznej z zagranicą w ramach Umowy między Rządem RP a Rządem Ukrainy o współpracy w dziedzinie nauki i technologii (Kijów, 12.01.1993) kierownik projektu – prof. dr hab. Jacek Filipecki
Projekt dotyczył badań strukturalnych nanoporowatych spinelowych materiałów ceramicznych na bazie ZnGa2O4z wykorzystaniem techniki PALS
3. Topologicznie-optymizowane nanostrukturalne układy szkieł arsenoselenowych jako podstawa nowoczesnych zastosowań optotelekomunikacyjnych: badania porównalne techniką spektroskopii NMR-PALS” ( 2012-2014) – Międzynarodowy projekt POLONIUM pomiędzy Zakładem Badań Strukturalnych i Fizyki Medycznej, Instytutu Fizyki AJD w Częstochowie a Institute de Chimie de Rennes, Universite de Rennes 1, 35042 Rennes Cedex, France, kierownik projektu – prof. dr hab. Jacek Filipecki
Projekt dotyczył badań strukturalnych szkieł arsenoselenowych z wykorzystaniem technik PALS i NMR
4. Opracowanie technologii nanostrukturyzacji chalkogenidków jako decydującego elementu rozwoju nowoczesnej fotoniki podczerwieni i sensoryki biomedycznej (2015-2017) - Międzynarodowy projekt POLONIUM pomiędzy Zakładem Badań Strukturalnych i Fizyki Medycznej, Instytutu Fizyki AJD w Częstochowie a Institute de Chimie de Rennes, Universite de Rennes 1, 35042 Rennes Cedex, France, kierownik projektu prof. dr hab. Oleh Shpotyuk
Projekt dotyczył badań strukturalnych szkieł chalkogenidkowych z wykorzystaniem techniki PALS
5. Badanie wpływu wybranych czynników fizykochemicznych na kinetykę transportu na podstawie ewolucji swobodnych objętości w materiałach hydrożelowych – Grant NCN PRELUDIUM 2018 – 2021, kierownik grantu dr Kordian Chanerski, opiekun naukowy prof. dr hab. Jacek Filipecki
Projekt dotyczy badań strukturalnych materiałow biopolimerowych, konkretnie wpływ czynników fizycznych na zmiany strukturalne soczewek wewnątrzgałkowych
Dorobek naukowy pracowników laboratorium z ostatnich lat
1. M. Shpotyuk, J. Szlęzak, Y. Shpotyuk, C. Boussard-Pledel, B. Bureau, V. Balitska, V. Boyko, O. Shpotyuk, On the glass transition temperature Tg against molar volume Vm plotting in arsenoselenide glasses.Journal of Non-Crystalline Solids,528 (2020) 19758-1-119758-6
https://doi.org/ 10.1016/j.jnoncrysol.2019.119758
2. Y. Shpotyuk, P. Demchenko, Z. Bujňáková, P. Baláž, C. Boussard-Pledel, B. Bureau, O. Shpotyuk, Effect of high-energy mechanical milling on the medium-range ordering in glassy As-Se. Journal of the American Ceramic Society, 103 (2020) 1631-1646
https://doi.org/ 10.1111/jace.16877
3. Z. Bujňáková, M. Kello, J. Kováč, E. Tóthová, O. Shpotyuk, P. Baláž, J. Mojžiš, S. Andrejko, Preparation of As4S4/Fe3O4 nanosuspensions and in-vitro verification of their anticancer activity, Materials Science and Engineering: C, 110(2020) 110683-1-12
https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.110683
4. Oleh Shpotyuk, Adam Ingram, Yaroslav Shpotyuk, Jacek Filipecki, Olha Shpotyuk,Volumetric effects in the degradation of dimethacrylate-based polymer/filler nanocomposites: A positron annihilation study. Polymer Degradation and Stability, 176 (2020) 109150-1-10
https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2020.109...
5. O. Shpotyuk, P. Demchenko, Y. Shpotyuk, S. Kozyukhin, A. Kovalskiy, A. Kozdras, Z. Lukáčová Bujňáková, P. Baláž, Milling-driven nanonization of AsxS100-x alloys from second glass-forming region: the case of higher-crystalline arsenicals (51<x<56). J. Non-Cryst. Solids,539(2020) 120086-1-12
https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120086
6. A Luchechko,Y. Shpotyuk, O. Kravets, O. Zaremba, K. Szmuc, J. Cebulski, A. Ingram, R. Golovchak, O. Shpotyuk, Microstructure and luminescent properties of Eu3+-activated MgGa2O4: Mn2+ ceramic phosphors. Journal of Advanced Ceramics,9 (2020) 432-443.
https://doi.org/10.1007/s40145-020-0386-5
7. O. Shpotyuk, S. Kozyukhin, P. Demchenko, Y. Shpotyuk, A. Kozdras, M. Vlcek, A. Kovalskiy, Z. Lukáčová Bujňáková, P. Baláž, V. Mitsa, M. Veres, Milling-driven nanonization of AsxS100-x alloys from second glass-forming region: The case of lower-crystalline arsenicals (56<x<66). Journal of Non-Crystalline Solids, 549 (2020) 120339-1-12
https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120339
8. Oleh Shpotyuk, Zdenka Lukáčová Bujňáková, Peter Baláž, Yaroslav Shpotyuk,Pavlo Demchenko, Valentina Balitska, Impact of grinding media on high-energy ball milling-driven amorphization in multiparticulate As4S4/ZnS/Fe3O4 nanocomposites. Advanced Powder Technol., 31 (2020) 3610-3617
https://doi.org/10.1016/j.apt.2020.07.008
9. O. Shpotyuk, M. Hyla, V. Boyko, Y. Shpotyuk, V. Balitska, Cluster modeling of amorphization pathways in nanostructured arsenic monosulphide.Applied Nanoscience, 10 (2020) 4689-4694
https://doi.org/10.1007/s13204-020-01298-x
10. Z. Lukáčová Bujňáková, O. Shpotyuk, I. Syvorotka, Jr.,P. Demchenko, E. Dutková, E. Tóthová, Z. Bártová, Preparation and characterization of stable fluorescent As4S4/ZnS/Fe3O4 nanosuspension capped by Poloxamer 407 and folic acid.Applied Nanoscience, 10 (2020) 4651-4660
https://doi.org/10.1007/s13204-020-01345-7
11. Olha Shpotyuk, Adam Ingram, Oleh Shpotyuk, Jozef Cebulski, Nina Smolar,Light-curing effects in acrylic-type dental nanocomposites probed by annihilating positrons: the case of loosely-monolith DipolÒrestoratives. Applied Nanoscience,10 (2020) 4753-4758
https://doi.org/10.1007/s13204-020-01251-y
12. Olha Shpotyuk, Adam Ingram, Oleh Shpotyuk, Dmytro Slobodzyan, Jozef Cebulski, Nina Smolar, Light-curing effects in acrylic-type dental nanocomposites probed by annihilating positrons: the case of densely monolith ЭCTA-3® restoratives,Applied Nanoscience, 10 (2020) 4791-4796
https://doi.org/10.1007/s13204-020-01423-w
13. V. Balitska, O. Shpotyuk, M. Brunner, Comparison of Linearized Electrical Degradation Kinetics in Metal-Activated Spinel (Cu,Ni,Co,Mn)3O4 Ceramics-Matrix Nanocomposites. Acta Physica Polonica A, 137 (2020) 1-027-1030
https://doi.org/10.12693/APhysPolA.137.1027
14. Katarzyna Filipecka, Piotr Pawlik, Andrzej Kozdraś, Waldemar Kaszuwara, Jarosław Ferenc and Jacek Filipecki, Influence of W Addition on Phase Constitution,Microstructure and Magnetic Properties of the Nanocrystalline Pr9Fe65WxB26-x (Where:x = 2, 4, 6, 8) Alloy Ribbons, Materials, 13 (2020) 2229, 1-15.https://doi.org/ 10.3390/ma13102229
15. Katarzyna Kotynia, Piotr Pawlik, Katarzyna Filipecka, Jacek Filipecki, Calorimetric and structural analysis of the Zr-Fe-Co-B-Mo-W amorphous alloys doped with gadolinium, Journal of Alloys and Compounds 842 (2020) 155940, 1-8
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155940
17. Oleh Shpotyuk, Malgorzata Hyla, YaroslavShpotyuk, Valentina Balitska, Vitaliy Boyko, Computational insight on molecular-network disproportionality in over-stoichiometric AsxS100-xnanoarsenicals (57<x<67) – Computational Materials Science, 2021,198,110715-1-9
https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2021.110715
18. YaroslavShpotyuk, PavloDemchenko, Oleh Shpotyuk,Valentina Balitska, Catherine Boussard-Pledel, Bruno Bureau, Zdenka Lukáčová Bujňáková, Peter Baláž, High-energy mechanical milling-driven reamorphization in glassy arsenic monoselenide g-AsSe: on the path tailoring special molecular-network glasses. Materials, 2021, 14,4478-1-14
19. Mykhaylo Shpotyuk,Oleh Shpotyuk. Correlationoftheglasstransitiontemperature andaverageenergeticconnectivity in networkchalcogenideglasses. ComputationalProblemsofElectricalEngineering, 2021, 11, 32-37
https://doi.org/10.23939/jcpee2021.02.032
20. Oleh Shpotyuk, Malgorzata Hyla, YaroslavShpotyuk, Valentina Balitska, Andrzej Kozdras, Vitaliy Boyko, Cluster modeling of network-forming amorphization pathways in AsxS100-x arsenicals (50≤x≤57) driven by nanomilling. – JournalofClusterScience, 2021 (published on-line: 08 May 2021)
21. Katarzyna Pach-Zawada, Magdalena Lesniak, Katarzyna Filipecka, Edmund Golis, El Sayed Yousef, Piotr Pawlik, Dominik Dorosz, Maciej Sitarz, Jacek Filipecki,
https://doi.org/10.3390/ma14164478
https://doi.org/10.1007/s10876-021-02077-6
Structural studies of tellurite glasses from the 70TeO2-5XO-10P2O5-10ZnO-5PbF2 system (X=Ba, W, Sr, Cd) doped with erbium ions, Journal of Molecular Structure 1224 (2021) 128787
https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.128787
22. Oleh Shpotyuk, Adam Ingram, Catherine Boussard-Pledel, Bruno Bureau, Zdenka Lukáčová Bujňáková, Peter Baláž, Bohdan Mahlovanyi, Yaroslav Shpotyuk. The Art of Positronics in Contemporary Nanomaterials Science: a Case Study of Sub-nanometer Scaled Glassy Arsenoselenides. Materials, 2022, 15, 302-1-24
https://doi.org/10.3390/ma15010302
23. O. Shpotyuk, M. Hyla, V. Boyko, Y. Shpotyuk, V. Balitska, Cluster modeling of nanostructurization-driven reamorphization pathways in glassy arsenoselenides: a case study of arsenic monoselenide g-AsSe.– Journal of Nanoparticle Research, 2022,24,64-1-12.
https://doi.org/10.1007/s11051-022-05447-x
24. Olha Shpotyuk, Adam Ingram, Dmytro Slobodzyan, Oleh Shpotyuk, Jacek Filipecki,Yaroslav Shpotyuk, Comparative study of free‑volume changes in light‑cured (dimeth)acrylate‑type dental resin composites affected to artificial aging in dry‑air and water‑immersed mode. Applied Nanoscience, 2022, 12, 449-457
https://doi.org/10.1007/s13204-021-01681-2
25. Oleh Shpotyuk, Malgorzata Hyla,YaroslavShpotyuk, Valentina Balitska, Andrzej Kozdras, Vitaliy Boyko, Cluster modeling of network-forming amorphization pathways in AsxS100-x arsenicals (50≤x≤57) driven by nano milling. – JournalofClusterScience, 2022, 33, 1525-1541
https://doi.org/10.1007/s10876-021-02077-6
26. Oleh Shpotyuk, Adam Ingram, Jacek Filipecki, Yaroslav Shpotyuk, Jozef Cebulski, Zdenka Lukáčová Bujňáková, Peter Baláž, Volumetric nanostructurization in glassy arsenoselenides driven by high-energy mechanical dry- and wet-milling. Macromolecular Symposia, 2022, 405,2100253-1-6
https://doi.org/10.1002/masy.202100253
27. O. Shpotyuk, V. Adamiv, I. Teslyuk,A. Ingram, Y. Shpotyuk, Towards guided metallic ions migration in network glass-formers: The Positronics approach in application to lithium tetraborate glass.Solid State Sciences, 2022, 134, 107051-1-8
https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2022.107051
28. Krzysztof Piechocki, Kaloian Koynov, Justyna Piechocka, Kordian Chamerski, Jacek Filipecki, Paulina Maczugowska, Marcin Kozanecki, Small molecule diffusion in poly-(olygo ethylene glycol methacrylate) based hydrogels studied by fluorescence correlation spectroscopy.Polymer 244 (2022) 124628, 1-11
https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.124628
29. Shpotyuk Oleh,Ingram Adam, Shpotyuk Yaroslav, Lukáčová Bujňáková Zdenka,Baláž Peter, Nanomilling-driven volumetric changes in multiparticulate As4S4- bearing nanocomposites recognized with a help of annihilating positrons.Applied Nanoscience 13 (2023) 4941-4950
https://doi.org/10.1007/s13204-022-02654-9
30. Shpotyuk Yaroslav, Ingram Adam, Shpotyuk Oleh, Pavlo Demchenko, Lukáčová Bujňáková Zdenka, Baláž Peter, Polyvinyl pyrrolidone-nanosized glassy arsenoselenides characterized by complementary Positronics and XRD analysis. Applied Nanoscience 13 (2023) 4661-4674
https://doi.org/10.1007/s13204-022-02581-9
31. Kordian Chamerski, Jacek Filipecki, Agnieszka Balińska, Piotr Jeleń, Maciej Sitarz, Spectroscopic characterization of calcium phosphate precipitated under human eye conditions: An in vitro study, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 297 (2023) 122716
https://doi.org/10.1016/j.saa.2023.122716
32. Katarzyna Pach-Zawada, Magdalena Leśniak , Katarzyna Filipecka-Szymczyk, Edmund Golis, Maciej Sitarz, Dominik Dorosz and Jacek Filipecki*, Tellurite Glasses from the 70TeO2-5XO-10P2O5-10ZnO-5PbF2 (X = Pb, Bi, Ti) System Doped Erbium Ions — The Influence of Erbium on the Structure and Physical Properties, International Journal o f Molecular Sciences, 2023, 24, 3556
https://doi.org/10.3390/ijms24043556
Kierownik laboratorium: prof. dr hab. Jacek Filipecki
E-mail: j.filipecki@ujd.edu.pl
Tel.:+48 698 663 903