ffi r,|fiM

UNnvEnsYTET lnł. Arr,ł.łrł MlcxlgwlczA w PozN,łN

Wydział Chemii' Zakład Chemii Bionieorganicznej Prof. dr hab. Violetta Patroniak

tel. +48 61 829 1677. e-mail: violaoat@amu.edu.ol

RECENZJA PRACY DOKTORSKIEJ PANA MGRA lNz. ŁUKAszA KLAPlszEWsKlEGo

ZATYT UŁoWAN EJ,,ZAAWAN soWAN E U KŁADY HYB RYDoWE KRZEMIONKA.LIGNINA''

Pzedstawiona do recenzji praca doktorska Pana mgr inŻ. Łukasza K|apiszewskiego stanowi podstawę w procedurze uzyskania stopnia doktora nauk chemicznych w zakresie technologii chemicznej. Praca wykonana pod kierunkiem prof' dra hab. inŻ. Teofi|a Jesionowskiego jest kontynuacją i rozszerzeniem problematyki badawczej, rozwijanej intensywnie i efektywnie W ostatnich Iatach, nad syntezą zdefiniowanych układów hybrydowych kzemionki z biopo|imerami oraz ich moż|iwoŚciami ap|ikacyjnymi' Ce|em sformułowanym W rozprawie doktorskiej było wygenerowanie, scharakteryzowanie i zastosowanie zaawansowanych, funkcjonalnych materiałów hybrydowych krzemionka-|ignina oraz krzemionka-|ignosu|fonian magnezu.

Część |iteraturowa jest w załoŻeniu podpoządkowana wspomnianym zadaniom, składa się z 3 rozdziałów (64 strony) i wskazuje na bardzo dobrą znajomość

|iteratury przedmiotu (274 pozycje). Pienłszy rozdział zawiera opis metod otrzymywania kzemionek amońicznych oraz zastosowanie materiałów krzemionkovvych. Drugi zatytułowany ''Lignina jako poIimer pochodzenia natura|nego'' opisuje syntezę, aspekty struktura|ne |igniny, metody jej izo|acji, rodzaje preparatów |igninowych oraz moŻ|iwości ap|ikacyjne. W następnym rozdzia|e z ko|ei Doktorant omawia nieorganiczno-organiczne materiały hybrydowe. Częśc literaturowa, podobnie jak i cała praca, napisana jest jasnym i zwięzłym językiem, stanowi dobre wprowadzenie czyte|nika do rea|izowanej pzez Doktoranta problematyki badawczej.

Poszukiwanie nowych efektywnych układów hybrydowych kzemionka-|ignina zostało przedstawione W części doświadczaInej, wytwozono materiały hybrydowe SiO2-lignin a oraz SiO2-lignosulfonian.

W pienruszej części programu badawczego Doktorant skoncentrował się na optymalizacji procesu wytworzenia krzemionki z zastosowaniem zmodyfikowanej metody StÓbera. Głównym czynnikiem wpływającym na syntezę pożądanych układÓw okazało się dozowanie, głównie w nadmiaze, tetraetoksysilanu oraz prowadzenie reakcji w podwyższonej temperatuze. Na podstawie wyników ana|izy statystycznej zaobsenivowano, Że czas trwania eksperymentu jest parametrem nie mającym wpływu na wie|kość oraz morfo|ogię cząstek.

ffi r,|fiM

UNlwrnsYTET lu. Anama MlcxlEwtCZA w PozNłN

pr{ziałCne!-it' -zakĘa Chemii Bionieorganicznej Prof. dr hab. Violetta Patroniak

tęl. +48 61 829 |677. e-mail: violaoat@amu.edu.ol

Druga część badań miała na ce|u określenie wpływu rodzaju krzemionki (Stóbera, uwodniona' emulsyjna i sy|oid@244) oraz uzytego roztworu ut|eniającego |igninę (jodan(V||) sodu |ub manganian(V||) potasu) na właŚciwoŚci dyspersyjno-morfo|ogiczne, fizykochemiczne czy tnłałośc termiczną produktów końcowych. Po pzeprowadzeniu szerokiego spektrum reakcji wywnioskowano, że układami naj|epiej spełniającymi zadane warunki są próbki zawiera1ące 20 cz, wag. |igniny, przypadającej na 100 cz' wag. odpowiedniej krzemionki.

Trzecią częśó eksperymentów stanowiły badania składu e|ementarnego i analiza widm spektroskopii FT|R oraz XPS, ktore wykazały skuteczność otzymywania materiałów hybrydowych metodą chemiczną. Znaczącym e|ementem nowości naukowej było zaproponowanie mechanizmu przebiegu reakcji, według którego mozna pzypuszczać, Że połączenie krzemionki z |igniną nastąpiło wskutek pzyłączenia się grup aminowych, zastosowanego si|anowego zwiqzku modyfikującego, do pierścieni aromatycznych, stanowiących główny e|ement strukturalny biopolimeru uzytego w syntezie.

Czwarta część programu badawczego tj określenie najszerszego zakresu stabi|ności e|ektrokinetycznej stało się podstawą dla Doktoranta do wyciagnięcia wniosku, iz najskuteczniejsze są materiały hybrydowe otzymane na nośniku kzemionkowym uzyskanym w układzie po|arnym. Produkty te charakteryzują się wielkością potencjału dzeta w zakresie od -30 do -40 mV, W granicach pH $11, co ma niezwyk|e istotne znaczenie w próbach ap|ikacyjnych tychze materiałów.

Bardzo trafnym eksperymentem przeprowadzonym przez Doktoranta była anallza parametrów struktury porowatej. Stwierdzono, Że najmniejsze wartości powierzchni właŚciwej BET posiadają produkty Wygenerowane przy uzyciu zmodyfikowanej metody StÓbera (3-5 m2lg), zaś największe układy na bazie kzemionki komercyjnej syloid@244 (1g2-z3o m2lg). Analiza uzyskanych danych pozwoliła dowieśÓ, Że W miarę wzrostu udziału |igniny W materiałach hybrydowych ma|eją wańości powierzchni właŚciwej BET, co jednak nie wyk|ucza uiycia ich w ro|i potencja|nych sorbentów meta|i szkod|iwych d|a środowiska.

Na podstawie wyników badań tnłałości termicznej i charakterystyki struktury porowatej dotyczących hybrydy: krzemionka Sy|oid@2ł4 oraz |ignina krafta, powstałych z zastosowaniem metody chemicznej, Doktorant wykorzystał ten układ w metodzie mechanicznej, co pozwo|iło na zastosowanie go w roli potencja|nego napełniacza po|imerowego oraz adsorbentu toksycznych jonów meta|i. Wyniki pzeprowadzonych badań wytrzymałościowych potwierdziły, żle wprowadzenie najmniejszej i|ości materiału hybrydowego kzemionka-|ignina (2,5 o/o wa!.) do po|ipropy|enu doprowadziło do znacznego Wzrostu wydłuzenia przy zerwaniu, w porównaniu z po|ipropy|enem bez dodatku napełniacza.

ffi _r,|frM

UNrwsnsyrET nr. Ane.*re. MlcrmwrczA w PozNe,N

Wydział Chemii' Z'ak|ad Chemii Bionieorganicznej Prof. dr hab. Violetta Patroniak

tel. +48 6| 829 |677. e-mail: violaoat@amu.ędu.ol

Wysoce interesujące jest wykozystanie wybranych materiałów hybrydowych odznaczĄących się najlepszymi właściwościami fizykochemicznymi oraz użytkowymi w badaniach ap|ikacyjnych.

Niezwyk|e istotnym etapem badawczym było zastosowanie nieorganiczno- organicznego materiału hybrydowego W elektrochemii, które pozwo|iło na obserwację zdecydowanie |epszych właściwości e|ektrochemicznych e|ektrody z węg|a szklistego modyfikowanej e|ektroforycznie układem hybrydowym Sioz-

|ignina od tej samej e|ektrody niemodyfikowanej. AktywnośĆ e|ektrochemiczna układów krzemionka-|ignina, wynikająca z obecności grup chinonowych, daje moz|iwość stosowania tychze materiałów w czujnikach e|ektrochemicznych oraz sensorach i/lub biosensorach.

Niezmiernie interesujące jest użycie materiału hybrydowego kzemionka-|ignina W ro|i adsorbentu jonów meta|i szkod|iwych występujących W naszym Środowisku, takich jak Ni(ll)' cd(||) czy Pb(ll). Przeprowadzone testy adsorpcji jednoznacznie wskazały na znaczną zdo|nośó sorpcyjną układu Sio2-|ignina wzg|ędem wyzej wymienionych jonów, d|a których dane eksperymenta|ne adsorpcji opisuje mode| kinetyki pseudo-drugiego rzędu, czego potwierdzeniem jest wysoki współczynnik korelacji ( = o,999-1,ooo)' Ponadto Doktorant

zauwaŻył, żrc zaproponowany sorbent jest efektywnym i ekonomicznym materiałem sorpcyjnym, czego potwierdzeniem są pozytywne rezu|taty testów desorpcji.

Ostatnim opisanym przez Doktoranta potencjalnym zastosowaniem zaawansowanych układow hybrydowych kzemionka-lignina jest połączenie ich z nanocząstkami srebra umoż|iwiające wykazanie aktywności przeciwbakteryjnej względem bakterii zarówno Gram-dodatnich, jak i Gram-ujemnych. Najsi|niejsze działanie zaobsenłowano przeciwko Pseudomonas aeruginosa, który jest opońunistycznym patogenem, stanowiącym pzyczynę różnych chorób u |udzi z niedoborem odpornoŚci.

Praca doktorska kończy się rozdziałem ,'Podsumowanie''. Autor koncentruje się na pzedstawieniu osiągnięć w syntezie zaawansowanych układów hybrydowych kzemionka-lignina.

Stwierdzam, że ce|e postawione przez Doktoranta zostały w pełni osiągnięte,a sukces ten jest opańy o ogromną pracę włozoną przez Pana mgra inŻ, Łukasza K|apiszewskiego W proces badawczy' Chciałabym podkreŚ|ić precyzję W rozwiązywan i u postawionych prob|emów n a u kowych oraz nowatorskie koncepcje w rozwiązywaniu trudnych wyzwań' Ważnym e|ementem rozprawy jest wysoki poziom interpretacji uzyskanych wyników pozwa|ający na przedstawienie dobrze ugruntowanych i istotnych wniosków. Jestem pod ogromnym wrazeniem najwyzszej jakości strony edytorskiej dyseńacji Pana mgra inŻ' Łukasza Klapiszewskiego.

ffi _r/fiM

UNIwEnsYTET lu. Ane.mn. MlcxlEwICzA w PozN,łN

Wydział Chem ii' Za|dad Chemii Bionieorganicznej Prof. dr hab. Violetta Patroniak

tel. +48 61 829 1677. e-mail: violaoat@amu.edu.pl

Reasumując, chciałabym Wskazać, że podjęte przez Doktoranta badania dotyczą aktua|nej prob|ematyki W jednej z najpręzniej rozwijających się dziedzin współczesnej nauki chemii i techno|ogii zawansowanych materiałów hybrydowych' Dyseńacja pzynosi twórcze rozszerzenie tematyki zespołu prof. dra hab. inż. Teofi|a Jesionowskiego, a odzwiercied|eniem jej nowości naukowej i efektywności sformułowanych zadań jest 14(!!!) pub|ikacji w specja|istycznych, renomowanych czasopismach o cyrku|acji międzynarodowej jakimi sq Chemical Engineering Journal, Carbohydrate Polymers, Materials

Chemistry and Physics, Marine Drugs czy Journal of Materials Sclence (o sumarycznym |F - 26,813; |iczbie punktów z listy A MNiSzW = 400). Wydawać by się mogło, ie zatpŻony p|an badawczy jest nie do zrea|izowania w ramach jednej pracy doktorskiej. Jednakże |ista 21 opub|ikowanych wspołautorskich

publikacji Pana mgr inż. Łukasza K|apiszewskiego jednoznacznie świadczy o Jego tytanicznej pracy (Doktorant jest również współautorem 7 innych pub|ikacji ztzw. |isty fi|adelfijskiej, które nie wchodzą w obszar tematyki rozprawy doktorskiej, zatem łączna Iiczba punktów ministeria|nych Jego dorobku naukowego wynosi 585; a całkowity |F _ 42,433)' Myś|ę, ze wie|u kandydatów do stopnia doktora habi|itowanego mogłoby pozazdrościć mtodemu adeptowi nauki Jego dorobku. UwaŹam, ba, nie mam cienia wątp|iwości, że dotychczasowe osiągnięcia naukowe Doktoranta bardzo dobze rokują na Jego naukową świet|aną przyszłośó i spektaku|arne sukcesy. Krótko mówiąc, z całego serca gratu|uję Panu mgr inŹ. Łukaszowi Klapiszewskiemu tak wspaniałej dyseńacji i Życzę powodzenia w da|szej karierze.

Przedstawiona mi do oceny praca doktorska spełnia wszelkie wymagania stawiane rozprawom doktorskim przez Ustawę o stopniach naukowych i tytu|e naukowym oraz stopniach i tytule naukowym w zakresie sztuki, wobec czego przedkładam wniosek o przyjęcie pracy i dopuszczenie Kandydata do da|szych etapow przewodu doktorskiego. Moim zdaniem praca doktorska, ktÓrej ocena sprawiła mi ogromną pzyjemnoŚć, zasługuje na wyróżnienie, gdyi wzbogaca w znaczny sposób wiedzę o zaawansowanych układach hybrydowych kzemionki z

|igniną i bez wątpienia pzyczynia się do istotnego rozwoju dyscyp|iny naukowej, jaką jest technoIogia chemiczna.

efuilą

ffi

/rg,. n {o/[