Nowoczesne zastosowania chemii organicznej 1200-2BLOK1-WYK3

Wykład 1. Wprowadzenie (M. Chmielewski):
- chemia organiczna jako podstawa współczesnej cywilizacji
- przegląd organicznych materiałów funkcjonalnych
- nowoczesne (nano)materiały funkcjonalne i materiały „inteligentne” jako podstawa technologii przyszłości
- zależność między strukturą molekularną/supramolekularną a właściwościami i funkcjami cząsteczek/materiałów

Wykład 2. Od receptorów molekularnych do sensorów, transporterów i katalizatorów (M. Chmielewski):
- podstawowe pojęcia chemii supramolekularnej (kompleksy gość-gospodarz, rozpoznanie molekularne, komplementarność kształtu i rozmiaru, itp.)
- przykłady molekuł funkcjonalnych działających w oparciu o rozpoznanie molekularne (sensory molekularne czułe na kationy/aniony/cząsteczki obojętne; sensory kolorymetryczne, fluorescencyjne, itd., transportery transbłonowe, katalizatory supramolekularne)

Wykład 3. Przełączniki i maszyny molekularne (W. Danowski):
- biologiczne przełączniki i maszyny molekularne: definicja, klasyfikacja i przykłady (białka motoryczne: dyneiny, kinezyny, miozyna, ATPazy; przełączniki: opsyny, kanały jonowe; układy złożone: rybosom)
- syntetyczne przełączniki molekularne: wpływ geometrii na właściwości cząsteczki (optyczne, elektryczne, potencjał redoks, moment dipolowy, itd.); przykłady przełączników molekularnych reagujących na zmiany pH, potencjału redoks, potencjału chemicznego, temperatury, itd.; porównanie grup fotowrażliwych (przełączników fotochemicznych, ugrupowań ulegających foto-dimeryzacji i grup fotolabilnych); przykłady wykorzystania przełączników molekularnych do konstrukcji materiałów i systemów odpowiadających na bodźce z wyróżnieniem (foto)przełączalnych receptorów anionów i kationów, responsywnych materiałów polimerowych oraz fotofarmakologii i optogenetyki
- Maszyny molekularne: definicja, kontrola ruchu rotacyjnego, motory molekularne napędzane światłem i potencjałem chemicznym, omówienie cyklu rotacyjnego wybranych motorów, wpływ budowy cząsteczki na szybkość rotacji, kontrola ruchu translacyjnego na przykładzie pompy molekularnej, omówienie sposobów wykorzystania kontrolowanego ruchu maszyn molekularnych do wykonania pracy i w konstrukcji materiałów

Wykład 4. Krystaliczne materiały nanoporowate (M. Chmielewski):
- przegląd naturalnych i syntetycznych materiałów porowatych
- wstęp do chemii retykularnej: struktura i projektowanie MOF-ów
- adsorbcja gazów w MOF-ach
- pre- i post-syntetyczna funkcjonalizacja MOF-ów
- przykładowe zastosowania MOF-ów (rozdzielanie i przechowywanie gazów, kataliza, baterie, superkondensatory, czujniki, nośniki leków, pozyskiwanie wody z powietrza)
- krystaliczne materiały porowate bazujące na odwracalnych wiązaniach kowalencyjnych - COF-y
- synteza, funkcjonalizacja i zastosowania COF-ów

Wykład 5. Materiały ciekłokrystaliczne (W. Lewandowski):
- projektowanie molekuł mezogenicznych (kontrola geometrii molekularnej, nadawanie molekułom silnego momentu dipolowego, uzyskiwanie właściwości emisyjnych, fotoprzełaczalności, itp.);
-organizacja molekuł w uporządkowane układy ciekłokrystaliczne (wpływ parametrów molekularnych na organizację molekuł w przestrzennie uporządkowane struktury, w tym możliwość uzyskania chiralnych struktur z achiralnych komponentów);
- zastosowanie materiałów ciekłokrystalicznych w nowoczesnych technologiach, w szczególności w optoelektronice i magazynowaniu energii.

Wykład 6. Polimery nanostrukturalne (G. Szczepaniak):
- nowoczesne metody syntezy polimerów
- kataliza w zastosowaniu do syntezy polimerów o zadanych właściwościach

Wykład 7. Elektronika organiczna (W. Danowski):
- przewodniki, półprzewodniki, złącza tunelowe, diody, złącza p-n, OLED-y, TADF, OFET-y, fotowoltaika organiczna, spintronika, efekt CISS