Skip to main content

Realizowane Projekty

Spongina jako enigmatyczny biomateriał i surowiec dla nowej generacji, trójwymiarowych (3D) materiałów kompozytowych

opis projektu

kierownik zespołu:

Prof. dr hab. Hermann Ehrlich

Zespół:

Spongina jako enigmatyczny biomateriał i surowiec dla nowej generacji, trójwymiarowych (3D) materiałów kompozytowych

Celem jest zaprojektowanie pomostu między ekstremalną biomimetyką a nauką o materiałach inspirowanych biologicznie, gdzie podstawową zasadą jest wykorzystanie stabilnych chemicznie i termicznie, odnawialnych biopolimerów w celu opracowania nowej generacji bioinspirowanych materiałów kompozytowych 3D o unikatowej strukturze i właściwościach, które pozwolą na ich zastosowanie w ekstremalnych warunkach współczesnego przemysłu, w tym na dużą skalę.                         

W przedstawionym projekcie wytyczono ambitne zadania badawcze, dzięki czemu projekt jest wysoce innowacyjny i prezentuje nowatorskie podejście do syntezy materiałów kompozytowych. Odkryjemy kluczowe aspekty struktury molekularnej sponginowych biomateriałów morskich, które w końcu pozwolą nam zrealizować ponad 300-letnie marzenie o zrozumieniu chemii i właściwości materiałowych tego unikalnego biokompozytu, od budowy atomistycznej po poziom makropoziomowy. Prezentowany projekt wynika z pionierskiego odkrycia dotyczącego odwzorowania struktury potrójnej helisy charakterystycznej dla oryginalnego kolagenu w próbkach sponginowych nawet po ich karbonizacji w temperaturze 1200°C, co stanowi przełomowy krok naprzód w ekstremalnej biomimetyce i biotechnologii. Nasza koncepcja prezentuje prawdziwie multidyscyplinarne podejście na szeroką skalę do badania nie tylko właściwości strukturalnych sponginy, ale także mechanizmów jej przemiany w różne formy alotropowe węgla podczas karbonizacji aż do 3000 °C. Koncentrując się na dwóch skrajnych scenariuszach biomimetycznych, topieniu stali na zwęglonych matrycach sponginowych i transformacji sponginy bogatej w żelazo w materiał „SpongoSteel” w wysokiej temperaturze, propozycja połączy szereg dyscyplin, od nauki o biomateriałach po chemię hydrotermalną, fizykę stanu stałego, a nawet strukturę elektronową materiałów. Jeśli mamy zrozumieć mechanizmy transformacji odpowiedniej fazy w tak niezwykłych dla biokompozytów warunkach, ekstremalne biomimetyki, muszą być w pełni zintegrowane. Całościowe zrozumienie rozwoju nowej generacji kompozytów na bazie sponginy i jej wpływu na biomimetykę z docelowym wykorzystaniem w nowoczesnych technologiach, można osiągnąć jedynie dzięki tak wielowymiarowemu podejściu, którego dotychczas nie było realizowane w żadnej z grup badawczych. Bez tej wiedzy pomysł wytwarzania materiałów kompozytowych na bazie węgla o kontrolowanej mikrostrukturze i morfologii, zwłaszcza na dużą skalę z odnawialnych i biodegradowalnych naturalnych źródeł, takich jak gąbki, wydaje się  nierealny.

 

Partnerzy
Uniwersytet Ekonomiczny
Uniwersytet Przyrodniczy
PPNT
UMP
ICHPAN
Instytut Fizyki
IGCZ
IGRPAN
IWNiRZ
PP
UMP
UAM
The website encountered an unexpected error. Please try again later.