Instytut Nauk Chemicznych UKSW, kierowany przez prof. Iwonę Flis-Kabulską, otrzymał prestiżowy tytuł Lidera Innowacyjności 2025. Wyróżnienie to przyznano za różnorodność realizowanych badań w Instytucie oraz innowacyjne projekty, które mają znaczący wpływ na rozwój polskiej gospodarki i nauki.

Redakcja czasopisma „Nauka i Biznes” składa serdeczne gratulacje całemu zespołowi Instytutu, życząc dalszych sukcesów i inspirujących odkryć, które będą kształtować przyszłość nauki oraz innowacyjnej gospodarki w Polsce!

Instytut Nauk Chemicznych UKSW

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).