Izabela Blimel: Proszę powiedzieć, jak doszło do powstania Instytutu Nauk Chemicznych? 

Dr hab. inż. Iwona Flis-Kabulska, prof. ucz., Dyrektor Instytutu Nauk Chemicznych. Wydział Matematyczno-Przyrodniczy. Szkoła Nauk Ścisłych UKSW w Warszawie:

Instytut Nauk Chemicznych (INCh) jest jednym z czterech Instytutów działających w ramach Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego. Szkoła Nauk Ścisłych. 

Zacznę jednak od początku, czyli powstania Szkoły Nauk Ścisłych. Szkoła Nauk Ścisłych (SNŚ) została utworzona w 1993 roku z inicjatywy naukowców z kilku instytutów Polskiej Akademii Nauk (m.in. Centrum Fizyki Teoretycznej PAN, Instytutu Chemii Fizycznej PAN, Instytutu Fizyki PAN, Instytutu Matematycznego PAN oraz Instytutu Technologii Elektronowej). Jako niepaństwowa szkoła wyższa, kształciła studentów w zakresie matematyki, fizyki i chemii. Nauczanie miało interdyscyplinarny i nowoczesny charakter, a wysoki poziom kształcenia zapewniali profesorowie, pracujący na co dzień w tych instytucjach.

W 2001 roku, kiedy Szkoła Nauk Ścisłych została włączona w struktury Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie, na Wydziale Matematyczno-Przyrodniczym UKSW pojawił się kierunek Chemia. Instytut, początkowo jako Instytut Chemii został utworzony w 2014 roku.

Pięć lat później, w październiku 2019 roku, w związku z wejściem w życie nowej ustawy Prawo o szkolnictwie wyższym i nauce, Instytut Chemii objął pracowników innych wydziałów, którzy wybrali chemię jako swoją dyscyplinę naukową, i wówczas zmienił nazwę na Instytut Nauk Chemicznych (INCh). 

Obecnie (2025 r.), w Instytucie Nauk Chemicznych pracuje 17 osób, z czego 16 na stanowiskach naukowo-dydaktycznych. Wśród nich są także osoby zatrudnione na Wydziale Biologii i Nauk o Środowisku oraz na Wydziale Filozofii Chrześcijańskiej UKSW.

I.B.: Jakie kluczowe atuty Instytutu Nauk Chemicznych przyczyniają się do jego pozycji w krajowej i międzynarodowej społeczności naukowej?

I. F-K.: Prowadzimy działalność naukową obejmującą szeroki wachlarz zagadnień. Tematyka badań dotyczy wielu aspektów chemii i wiąże się zarówno z badaniami o charakterze podstawowym i poznawczym, jak i tymi, których wyniki mogą znaleźć późniejsze zastosowanie w medycynie, farmacji, procesach katalitycznych, energetyce oraz ochronie środowiska. Nasze prace obejmują badania teoretyczne i eksperymentalne. 

Badamy cząsteczki fotoaktywne, które mogą być stosowane do leczenia nowotworów w terapii fotodynamicznej. Tworzymy selektywne czujniki chemiczne, pozwalające wykryć obecność w organizmie niebezpiecznych związków. Pracujemy nad związkami koordynacyjnymi do zastosowań medycznych. Zajmujemy się procesami katalitycznymi związanymi z przemysłem i zachodzącymi w środowisku. Pracujemy nad elektrolitycznym otrzymywaniem wodoru. Badamy, jak usunąć ze środowiska mikroplastiki, farmaceutyki czy metale ciężkie. Charakteryzujemy właściwości fizykochemiczne i użytkowe materiałów stosowanych jako składniki kosmetyków, farb, lakierów. Prowadzimy również badania, które mają wyjaśnić zachowanie materiałów pod wysokimi ciśnieniami, lub takie, które opisują oddziaływania molekularne, badamy struktury złożonych związków. 

Pracownicy Instytutu Nauk Chemicznych korzystają z kilku laboratoriów, oddanych do użytku w 2015 r. i znajdujących się w budynku Centrum Laboratoryjnego Nauk Przyrodniczych (CLNP). Dzięki nowoczesnej aparaturze i wyposażeniu najnowszej generacji możliwe jest prowadzenie eksperymentów naukowych na wysokim poziomie, a my możemy pochwalić się cennym dorobkiem naukowym w wymienionych dziedzinach.

Warto wspomnieć, iż w Rankingu TOP 2% najlepszych badaczy, opublikowanym 4.01.2021 r. przez Uniwersytet Stanforda, znalazło się czworo profesorów Instytutu Nauk Chemicznych: prof. dr hab. inż. Zbigniew Karpiński – specjalista w zakresie katalizy heterogenicznej dla ochrony środowiska; prof. dr hab. Włodzimierz Kutner – zajmuje się m.in. zagadnieniami dotyczącymi czujników polimerowych; prof. dr hab. Joanna Sadlej – specjalista w obszarze spektroskopii; prof. dr hab. Jacek Waluk – fizykochemik, zajmujący się zagadnieniami spektroskopowymi.

Dwaj Profesorowie Instytutu Nauk Chemicznych WMP.SNS są członkami rzeczywistymi PAN: prof. dr hab. Janusz Lipkowski i prof. dr hab. Jacek Waluk.

Osiągnięcia naukowe kierunku Chemia nie byłyby możliwe bez szerokiej współpracy z licznymi instytucjami naukowymi w Polsce i na świecie. I tak, w kraju aktywnie współpracujemy z Instytutami Polskiej Akademii Nauk (Instytut Chemii Fizycznej PAN, Instytut Chemii Organicznej PAN), uczelniami (Uniwersytet Warszawski, Politechnika Warszawska, Politechnika Śląska) i instytutami badawczymi (np. SBŁ – Przemysłowy Instytut Motoryzacji). Współpraca międzynarodowa rozciąga się na kilka kontynentów. Pracownicy Instytutu Nauk Chemicznych prowadzą wspólne badania z naukowcami z m.in. Max Planck Institute (Niemcy); Linköping University (Szwecja); Chemistry Department, Stellenbosch University, Stellenbosch (South Africa); Houston Univ., Houston TX (USA); Hebrew University, Jerozolima (Izrael); Macquarie University, Sydney (Australia). Oprócz wymienionych instytucji nasi pracownicy współpracują z szeregiem firm z sektora prywatnego (m. in. Fireworks Europe Innovations sp. z o. o.; Handerek Technologies Sp. z o.o.; PPHU “Tompol”).

Podsumowując, Instytut Nauk Chemicznych wyróżnia się różnorodnością obszarów prowadzonych badań, co pozwala na interdyscyplinarne podejście do rozwiązywania problemów naukowych i technologicznych. Naszym atutem jest wysoko wykwalifikowana kadra, nowoczesna infrastruktura badawcza oraz szeroka współpraca z ośrodkami naukowymi i przemysłowymi w kraju i za granicą. Dzięki temu Instytut stanowi dynamiczne środowisko, sprzyjające innowacyjnym odkryciom i wdrażaniu nowatorskich rozwiązań.

I.B.: Instytut prowadzi także działalność edukacyjną, proszę o niej powiedzieć. 

I. F-K.: W Instytucie Nauk Chemicznych prowadzone są studia na pierwszym (licencjackim) stopniu. Każdego roku około 20-30 studentów rozpoczyna naukę na kierunku Chemia. Kameralny charakter studiów zapewnia bezpośredni i indywidualny kontakt z wykładowcami oraz ułatwia dostęp do nowoczesnej aparatury badawczej.

Studenci mają możliwość rozwijania swoich zainteresowań i pasji chemicznych poprzez działalność w Kole Naukowym Chemików Luminol, które zostało założone w listopadzie 2015 r. Od 2016 roku Koło jest członkiem Akademickiego Stowarzyszenia Studentów Chemii, co umożliwia jego członkom udział w ogólnopolskich wydarzeniach naukowych. Studenci zrzeszeni w Kole Luminol regularnie uczestniczą w sympozjach, konferencjach i seminariach organizowanych dla studentów chemii z całej Polski, prezentując wyniki swoich badań i poszerzając wiedzę.

Co roku studenci Instytutu aktywnie angażują się w popularyzację nauki, biorąc udział w ogólnodostępnych wydarzeniach edukacyjnych. Szczególnie istotna jest ich współpraca z dwiema prestiżowymi imprezami naukowymi: Piknikiem Naukowym Polskiego Radia i Centrum Nauki Kopernik oraz Festiwalem Nauki, gdzie promują chemię poprzez pokazy eksperymentów i prezentacje popularnonaukowe.

I.B.: Proszę powiedzieć, jakie jest wyposażenie laboratoriów Instytutu? 

I. F-K.: Pierwsze lata działalności Szkoły Nauk Ścisłych były możliwe dzięki wsparciu instytutów PAN, które udostępniały sale wykładowe, laboratoria i sprzęt. 

W 2015 r. został oddany do użytku na terenie kampusu UKSW w Warszawie budynek Centrum Laboratoryjnego Nauk Przyrodniczych (CLNP) z nowoczesnymi laboratoriami do prowadzenia prac w dziedzinie nauk ścisłych, dzięki czemu w 2016 roku, pracownicy Instytutu mogli przenieść się do nowych i nowoczesnych pomieszczeń laboratoryjnych. 

Pracownicy Instytutu Nauk Chemicznych korzystają z ośmiu dużych pomieszczeń laboratoryjnych i z magazynu chemicznego. Ponadto Instytut ma do dyspozycji wspólny z innymi wydziałami przyrodniczymi UKSW, pokój wagowy i myjnię szkła laboratoryjnego.

Laboratoria Instytutu Nauk Chemicznych są znakomicie wyposażone w różnorodny, wysokiej klasy sprzęt badawczy, co umożliwia prowadzenie interdyscyplinarnych badań na najwyższym poziomie. Dzięki temu nasi naukowcy mogą realizować innowacyjne projekty z zakresu chemii i jej zastosowań w różnych dziedzinach nauki i technologii.

Nasze laboratoria wyposażone są w najnowocześniejszą aparaturę naukowo-badawczą. Sprzęt obejmuje m. in.: dyfraktometr rentgenowski, aparat do pomiaru widm Ramana i emisji (z mikroskopem) z możliwością obrazowania próbek, spektrofotometry UV-vis i IR (z mikroskopem), spektrofluorymetr z zestawem do pomiaru czasu życia fluorescencji, wysokosprawny chromatograf cieczowy, urządzenia do pomiarów elektrochemicznych, a także specjalną aparaturę do badań katalizatorów heterogenicznych. Pracownicy Instytutu mają również dostęp do innych urządzeń zainstalowanych w CLNP, w tym wysokosprawnego chromatografu cieczowego i chromatografu gazowego — obu z detekcją MS, a także przyrządu do chromatografii z płynem w stanie nadkrytycznym, z detektorem UV-vis i aparatury do analizy elementarnej. Niedawno Instytut Nauk Chemicznych wzbogacił się o wysokiej klasy komorę rękawicową, zapewniająca komfortową pracę w atmosferze gazu obojętnego.

Laboratoria są też bogato wyposażone w drobny sprzęt, w tym wyparki próżniowe, suszarki laboratoryjne, linie do rozprowadzania gazów, mieszadła, pompy strzykawkowe, pH-metry, konduktometry, mierniki uniwersalne i pipety automatyczne, a także dysponują bogatym zapleczem w postaci szkła laboratoryjnego i odczynników chemicznych. 

Budynek CLNP budowany był z uwzględnieniem wymaganych norm bezpieczeństwa pod względem wentylacji i zastosowania niepalnych oraz odpornych na chemikalia materiałów. I pracownicy, i studenci czujemy się w laboratoriach bezpiecznie.

Innowacje 

Ekologiczne fajerwerki oparte o innowacyjny materiał sorpcyjny.

Celem badań przeprowadzonych w latach 2010–2015 w grupie prof. dr. hab. Janusza Lipkowskiego było opracowanie ekologicznej formuły w pirotechnice, która pozwoliłaby w znacznym stopniu ograniczyć szkodliwy wpływ fajerwerków na środowisko. Badania prowadzone we współpracy z Fireworks Europe Innovation Sp. z o.o. doprowadziły do stworzenia ekologicznych fajerwerków Gaoo Spectrum, w których zastosowano innowacyjny materiał sorpcyjny, który wiąże jony metali ciężkich, ograniczając ich rozpuszczalność w wodzie i zmniejszając negatywny wpływ fajerwerków na środowisko.

Wiele przeprowadzonych specjalistycznych eksperymentów z dziedziny fizykochemii potwierdziło skuteczność sorbentu, jego odporność na temperatury oraz brak wpływu na efekt wizualny fajerwerków. Marka Gaoo Spectrum uzyskała ochronę patentową w 27 krajach UE, a jej ekologiczny charakter został doceniony nagrodami, takimi jak Innovation Award 2020.

Innowacyjny produkt biopole uzyskane w procesach przemian chemicznych olejów roślinnych jako surowiec do produkcji pianek poliuretanowych.

Badania prof. dr hab. Mariana Włodzimierza Sułka, prowadzone w latach 2018–2020, we współpracy z firmą TOMPOL i Politechniką Krakowską, doprowadziły do opracowania innowacyjnych pianek poliuretanowych na bazie surowców odnawialnych. W ramach projektu wykorzystano oleje roślinne oraz odpadowe oleje posmażalnicze jako surowce do syntezy biopoli i biooksyalkilatów, które zastępują tradycyjne składniki pianek poliuretanowych.

Biooksyalkilaty otrzymywane były w procesie obejmującym oksyalkilenowanie biopoli tlenkiem etylenu i propylenu z wykorzystaniem różnych katalizatorów (KOH, DMC), a następnie optymalizację reakcji pod kątem właściwości fizykochemicznych. Nowe elastyczne pianki poliuretanowe na bazie biooksyalkilatów produkowane są na nowoczesnej linii technologicznej TOMPOL i znajdują zastosowanie w przemyśle tapicerskim, odzieżowym, samochodowym i izolacyjnym.

Efektem badań było opracowanie ekologicznej technologii ograniczającej zużycie surowców petrochemicznych i wspierającej gospodarkę obiegu zamkniętego, co przyczynia się do ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju.

Zagospodarowanie wybranych odpadów biodegradowalnych 

i nieulegających biodegradacji do produkcji węglowodorów 

z wykorzystaniem technologii już istniejących oraz technologii nowo opracowywanych.

Celem badań Dr inż. Anny Matuszewskiej było zagospodarowywanie odpadów, zarówno biodegradowalnych jak i nieulegających biodegradacji, które mogą stanowić surowiec do produkcji węglowodorów.

a)Biodegradowalne odpady z rolnictwa i przemysłu rolno-spożywczego przetwarzane są do biogazu znanymi metodami biotechnologicznymi. Uzyskiwany biogaz (mieszanina głównie metanu, ditlenku węgla, siarkowodoru i pary wodnej), po osuszeniu i oczyszczeniu z siarkowodoru stosowany jest jako paliwo do zasilania silników urządzeń kogeneracyjnych. Natomiast po dodatkowym oczyszczeniu z ditlenku węgla do jakości biometanu, może być stosowany np. jako paliwo do silników pojazdów. W swoich badaniach we współpracy z Politechniką Warszawską i Siecią Badawczą Łukasiewicz – Przemysłowym Instytutem Motoryzacji, dr inż. Anna Matuszewska opracowała metodę dwupaliwowego zasilania pojazdów rolniczych biogazem (tylko osuszonym i odsiarczonym) i olejem napędowym – jednym z zagadnień było takie dobranie współsubstratów do procesu fermentacji, by uzyskany biogaz spełniał pod kątem składu wymagania silnika pojazdu. Istotnym był również dobór parametrów sterowania dawkami poszczególnych paliw do silnika.

b)Prace badawcze nad przeróbką tworzyw sztucznych – odpadów nieulegających biodegradacji – realizowane były we współpracy z firmą Handerek Technologies oraz Siecią Badawczą Łukasiewicz – Przemysłowym Instytutem Motoryzacji. Dr inż. Anna Matuszewska jest współautorką patentów – jednego dotyczącego samej technologii przekształcania odpadów z tworzyw w wysokiej jakości frakcje węglowodorowe do zastosowań paliwowych i drugiego dotyczącego składu wsadu odpadów z tworzyw, który ma zapewnić jak najlepszą jakość uzyskiwanych w tej technologii węglowodorów pod kątem paliw. Opracowana technologia ma charakter innowacyjny, została opatentowana przez firmę Handerek Technologies m.in. w Stanach Zjednoczonych, Chinach, Kanadzie, Japonii, Indiach i w krajach europejskich. Jej innowacyjność została nagrodzona na wielu międzynarodowych wystawach wynalazków i innowacji. W ostatnim okresie prowadzone były prace nad zwiększeniem skali oraz nad przejściem z instalacji pracującej w trybie okresowym na tryb ciągły (tylko takie instalacje mają szanse na wdrożenie). 

Badania naukowe  

W Instytucie Nauk Chemicznych prowadzona jest działalność naukowa, obejmująca różnorodną tematykę badawczą. W 2024 r. prowadzone były następujące badania:

•Badania strukturalne poliamidowych receptorów makrocyklicznych typu niedomkniętych kryptandów (dr hab. Magdalena Ceborska, prof. uczelni).

•Projektowanie, synteza i charakterystyka soli i kokryształów związków biologicznie czynnych zawierających w swojej strukturze układ 2,4-diaminopirydyny (dr hab. Magdalena Ceborska, prof. uczelni).

•Charakterystyka strukturalna organicznych kompleksów boru (dr hab. Magdalena Ceborska, prof. uczelni).

•Białka o nietrywialnej topologii (struktura, ewolucja) (dr Paweł Dąbrowski-Tumański).

•Modele deep learningowe w przewidywaniach wyników biologicznych i medycznych (dr Paweł Dąbrowski-Tumański).

•Wytwarzanie wodoru za pomocą alkalicznej elektrolizy wody (dr hab. I. Flis-Kabulska, prof. uczelni).

•Badanie wpływu odziaływań wewnątrz- i międzymolekularnych na właściwości spektralne, fotofizyczne i fotochemiczne cząsteczek. (dr Barbara Golec)

•Badania wpływu otoczenia (np. rozpuszczalniki, polimery, matryce niskotemperaturowe) na właściwości fotofizyczne i fotochemiczne cząsteczek. (dr Barbara Golec)

•Analiza możliwości rewitalizacyjnych nowego typu systemu aeratora wody w poprawie warunków tlenowych wód nadosadowych (dr hab. inż. Ryszard Konieczny, prof. uczelni) 

•Aminowe kompleksy cyklidenowe jako interkalatory DNA (dr Jarosław Kowalski).

•Synteza nowych ligandów i kompleksów porfirynowych zdolnych do generowania tlenu singletowego. (dr Jarosław Kowalski).

•Badania wysokociśnieniowych przejść fazowych fluorków oraz przewidywanie reaktywności fluoru w podwyższonym ciśnieniu. (dr hab. D. Kurzydłowski, prof. uczelni).

•Reakcje porficenów z hiperwalencyjnymi związkami jodu (dr A. Listkowski).

•Synteza i właściwości niepodstawionego korficenu (dr A. Listkowski).

•Próba otrzymania porficenu z grupami umożliwiającymi jego polimeryzację (dr A. Listkowski).

•Nowe metody wyznaczania wydajności kwantowych fluorescencji (dr hab. K. Nawara, prof. uczelni).

•Analiza chemiczna i spektroskopowa produktów spożywczych (dr hab. K. Nawara, prof. uczelni).

•Fotochemia i fotofizyka pochodnych porfirynowych (dr hab. K. Nawara, prof. uczelni).

•Synteza, spektroskopia i fotofizyka potencjalnych fotouczulaczy do terapii fotodynamicznej oraz czujników fluorescencyjnych (prof. dr hab. J. Waluk, dr A. Listkowski, dr hab. K. Nawara, prof. uczelni).

•Katalityczne właściwości metali i stopów metali (dr inż. M. Radlik).

•Kataliza środowiska (dr inż. M. Radlik).

•Selektywne rozpoznawanie chemiczne, czujniki chemiczne (dr hab. R. Rybakiewicz-Sekita, prof. uczelni).

•Synteza i badanie właściwości spektroskopowych, elektrochemicznych i spektroelektrochemicznych materiałów elektroaktywnych (dr hab. R. Rybakiewicz-Sekita, prof. uczelni).

•Fotokatalityczne wytwarzanie nadtlenku wodoru (dr hab. R. Rybakiewicz-Sekita, prof. uczelni).

•Automaty komórkowe do symulowania, m.in. warstw pasywnych (dr hab. J. Stafiej, prof. uczelni). 

•Badania strukturalne tioazyn (prof. dr hab. K. Suwińska).

•Badania strukturalne związków luminescencyjnych (prof. dr hab. K. Suwińska).

•Krystalochemia związków inkluzyjnych (prof. dr hab. K. Suwińska).

•Identyfikacja produktów fotodestrukcji substancji organicznych. (prof. dr hab. J. Waluk)

•Zmiany ilościowe wybranych farmaceutyków podczas fermentacji metanowej osadów ściekowych (dr hab. M. Wszelaka-Rylik, prof. uczelni).

•Analiza termiczna tworzyw sztucznych (dr hab. M. Wszelaka-Rylik, prof. uczelni).

•Badania osadów ściekowych (dr hab. M. Wszelaka-Rylik, prof. uczelni).

•Kompleksowanie farmaceutyków (dr hab. M. Wszelaka-Rylik, prof. uczelni).

Dr hab. inż. Iwona Flis-Kabulska, prof. ucz., ukończyła studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej. Stopień doktora, a następnie doktora habilitowanego nauk chemicznych uzyskała w Instytucie Chemii Fizycznej PAN.

Początkowo zatrudniona w Instytucie Chemii Fizycznej PAN, od 2012 r. związana z UKSW. W latach 2012-2014 pracowała jako profesor uczelni na Wydziale Biologii i Nauk o Środowisku, a od 2014 r. – w Instytucie Nauk Chemicznych na Wydziale Matematyczno-Przyrodniczym. Szkoła Nauk Ścisłych.

Jest specjalistką w zakresie elektrochemii, w szczególności elektrolitycznego wydzielania wodoru, elektrokatalizy, korozji metali oraz warstw powierzchniowych na metalach.

Kierowała grantami krajowymi i uczestniczyła w licznych projektach międzynarodowych oraz krajowych. Prowadziła badania w ramach współpracy z jednostkami naukowymi w Polsce i zagranicą. Wielokrotnie wyjeżdżała do ośrodków naukowych we Francji, w Niemczech, Hiszpanii, Wlk. Brytanii i na Tajwanie.

Skończyła Podyplomowe Studia Menedżer Innowacji w Szkole Głównej Handlowej w Warszawie.

Od 2019 r. pełni funkcję Dyrektora Instytutu Nauk Chemicznych na Wydziale Matematyczno-Przyrodniczym. Szkoła Nauk Ścisłych. UKSW.