Profil badawczy
Obszary działalności Zakładu Fotofizyki i Elektrochemii Półprzewodników koncentrują się wokół syntezy i fizykochemii nanostruktur metalicznych i półprzewodnikowych do zastosowań w elektrochemii, analityce, przetwarzaniu informacji oraz ochronie dzieł sztuki i pokrywają kilka dziedzin naukowych z zakresu chemii organicznej, chemii fizycznej i chemii biologicznej. Ponadto zespół prowadzi badania w zakresie konstrukcji optoelektronicznych urządzeń neuromimetycznych, teorii informacji, a także nowych metod przetwarzania sygnałów akustycznych. Nasze nanomateriały są badane przede wszystkim pod kątem mechanizmów generacji nośników ładunku, zjawisk transportu nośników oraz zjawisk perkolacji, procesów rekombinacji oraz pułapkowania nośników, a także zjawisk emergentnych będących skutkiem samoorganizacji zarówno małych cząsteczek, jak i makrocząsteczek na powierzchniach półprzewodnikowych. Do głównych technik pomiarowych należą: impulsowa spektroskopia fotoprądu oraz impulsowa spektroskopia fotonapięcia (obie techniki powstały i są rozwijane w ramach zespołu), spektroskopia fotomodulacyjna, emisyjna, absorpcyjna i rozproszeniowa spektroskopia elektronowa oraz szereg metod elektrochemicznych, a także dyfraktometria rentgenowska i mikroskopia elektronowa. Do syntezy nanomateriałów wykorzystujemy elektroosadzanie, metody zol-żel oraz metody solwotermalne.
Jednym z głównych obszarów działalności naszej grupy badawczej jest elektrochemiczna synteza materiałów, pomiary aktywności katalitycznej w procesach generowanych przepływem prądu elektrycznego, pomiary właściwości korozyjnych materiałów oraz określanie i optymalizacja warunków prądowo-napięciowych umożliwiających galwaniczne nanoszenie powłok metalicznych, stopowych oraz kompozytowych. W obszarze zainteresowań członków zespołu znajduje się również analiza kinetyki oraz mechanizmu reakcji elektrodowych. Członkowie grupy posiadają duże doświadczenie w prowadzeniu badań woltamperometrycznych, spektroelektrochemicznych, elektrograwimetrycznych oraz korozyjnych. Podsiadamy zaawansowaną aparaturę badawczą umożliwiającą kompleksową charakterystykę otrzymywanych materiałów w kontekście ich potencjalnych zastosowań pod względem właściwości półprzewodnikowych, korozyjnych oraz elektrokatalitycznych.
Kompetencje
- Metodyka syntezy nanocząstek i nanokompozytów.
- Charakterystyka nowych materiałów i związków metodami spektroskopowymi.
- Pomiary kinetyki procesów elektrochemicznych i fotoelektrochemicznych.
- Pomiar pracy wyjścia oraz spektroskopia fotonapięcia powierzchniowego.
- Analiza sygnałów elektrycznych w szerokim zakresie częstotliwości 1 mHz – 40 GHz.
- Kinetyka korozji metali i stopów.
- Optymalizacja warunków prądowo-napięciowych procesów galwanicznego nanoszenia powłok funkcjonalnych.
- Pomiary aktywności elektrokatalitycznej materiałów.
Kierownik
- prof. dr. hab. Konrad Szaciłowski
Członkowie
- dr hab inż. Krzysztof Mech, prof. AGH
- dr Gisya Abdi
- dr Lulu Alluhaibi
- dr Tomasz Mazur
- dr Agnieszka Podborska
- mgr inż. Maria Lis
- mgr inż. Dawid Przyczyna
- mgr inż. Maciej Suchecki
- mgr Piotr Zawal
Laboratoria
- Laboratorium Spektroskopii Optycznej i Laserowej
- Laboratorium Preparatyki i Analiz Fizykochemicznych
- Laboratorium Badań Elektrycznych i Elektrochemicznych
- Pracownia Preparatyki Chemicznej
Lista publikacji
2023
- Experimental Demonstration of In-Memory Computing in a Ferrofluid System
Marco Crepaldi, Charanraj Mohan, Erik Garofalo, Andrew Adamatzky, Konrad Szaciłowski, Alessandro Chiolerio, Advanced Materials, 2211406 (2023), tekst: https://doi.org/10.1002/adma.202211406
- Synthesis and characterisation of new silicon–perfluoropropenyl compounds
Alluhaibi, L., Brisdon, A., Klejna, S., Muneer, A., RSC Advances, 13 (20), 13547-13555 (2023), tekst: https://doi.org/10.1039/D3RA01353G
- Reservoir computing and photoelectrochemical sensors: A marriage of convenience
Gisya Abdi, Lulu Alluhaibi, Ewelina Kowalewska, Tomasz Mazur, Krzysztof Mech, Agnieszka Podborska, Andrzej Sławek, Hirofumi Tanaka, Konrad Szaciłowski, Coordination Chemistry Reviews 487, 215155 (2023), tekst: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215155
- On the Use of Water and Methanol with Zeolites for Heat Transfer
Madero-Castro R. M., Luna-Triguero A., Sławek A., Vicent-Luna J. M., Calero S., ACS Sustainable Chemistry & Engineering 11, 4317–4328 (2023), tekst: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.2c05369
- In vitro cytocompatibility and antibacterial studies on biodegradable Zn
alloys supplemented by a critical assessment of direct contact cytotoxicity
assayMaria Wątroba, Wiktor Bednarczyk, Piotr K. Szewczyk, Jakub Kawałko, Krzysztof Mech, Alina Grünewald, Irem Unalan, Nicola Taccardi, Gabriela Boelter, Manuel Banzhaf, Caroline Hain, Piotr Bała, Aldo R. Boccaccini, Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials 111, 2 (2023) 235-498, tekst: https://doi.org/10.1002/jbm.b.35147
2022
- NeuromorphicLiquids,Colloids, and Gels:A Review
Noushin Raeisi Kheirabadi, Alessandro Chiolerio, Konrad Szaciłowski, Andrew Adamatzky, ChemPhysChem e202200390 (2022), tekst: https://doi.org/10.1002/cphc.202200390
- Communication, Information, Energy, and Music
Dawid Przyczyna, Marcin Strzelecki, Gisya Abdi, Lulu Alluhaibi, Kapela Pilaka, Konrad Szaciłowski, WSPC Book Series in Unconventional Computing, Volume 3 „Unconventional Computing, Arts, Philosophy”, chapter 5: p. 85-125 (2022), tekst: https://doi.org/10.1142/9789811257155_0005
- Electrical frequency discrimination by fungi Pleurotusostreatus
Dawid Przyczyna, Konrad Szacilowski, Alessandro Chiolerio, Andrew Adamatzky, Biosystems, 222, 1-4797 (2022), tekst: https://doi.org/10.1016/j.biosystems.2022.104797
- Enhanced Assembly of Ag Nanoparticles for Surface-Independent Fabrication of Conductive Patterns
Michał Szuwarzyński, Łukasz Mazur, Mariusz Borkowski, Krzysztof Maćkosz, Konrad Giżyński, Tomasz Mazur, ACS Appl. Nano Mater. 5, 12711(2022), tekst: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.2c02559
- Tailoring of Optical Properties of Methacrylate Resins Enriched by HPHT Microdiamond Particles
Ewelina Kowalewska, Mateusz Ficek, Krzysztof Formela, Artur Zieliński, Srinivasu Kunuku, Miroslaw Sawczak, Robert Bogdanowicz, Nanomaterials, 12(15), 2604-2618 (2022), tekst: https://doi.org/10.3390/nano12152604
- Low roughness, elevated stiffness and thickness-modulated surface nanocomposites based on the controlled deposition of polystyrene nanoparticles
Mariusz Borkowski, Łukasz Mazur, Krzysztof Maćkosz, Tomasz Mazur, Michał Szuwarzyński, Journal of Materials Research and Technology 19, 2799 (2022), tekst: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785422008936
- Long-term in vitro corrosion behavior of Zn-3Ag and Zn-3Ag-0.5Mg alloys considered for biodegradable implant applications
Maria WĄTROBA, Krzysztof MECH, Wiktor BEDNARCZYK, Jakub KAWAŁKO, Marianna MARCISZKO-WIĄCKOWSKA, Mateusz MARZEC, Duncan E. T. Shepherd, Piotr BAŁA, Materials & Design 213, 110289 (2022),
Tekst: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110289 - Tropaeolin OO as a Chemical Sensor for a Trace Amount of Pd(II) Ions Determination
Adrianna Pach, Agnieszka Podborska,Edit Csapo, Magdalena Luty-Błocho, Molecules 27, 4511 (2022), tekst: https://doi.org/10.3390/molecules27144511
- KNOWM memristors in a bridge synapse delay-based reservoir computing system for detection of epileptic seizures
Dawid Przyczyna, Grzegorz Hess, Konrad Szaciłowski, International Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems, published online, tekst: https://doi.org/10.1080/17445760.2022.2088751
- Supercapacitance in graphene oxide materialsmodified with tetrapyrrole dyes: a mechanisticstudy
Maciej Suchecki, Sylwia Klejna, Marianna Marciszko-Wiąckowska, Waldemar Bednarski, Natalia Rosiak, Kornelia Lewandowska, Konrad Szaciłowski, Nanoscale 14, 8534 (2022), tekst: https://doi.org/10.1039/d2nr02302d
- Enhanced mechanical performance and wettability of PHBV fiber blends with evening primrose oil for skin patches improving hydration and comfort
Łukasz KANIUK, Agnieszka PODBORSKA, Urszula STACHEWICZ, Journal of Materials Chemistry B 10, 1763 (2022), link: http://doi.org/10.1039/d1tb02805g
- Gallic Acid as a Potential Green Corrosion Inhibitor for Aluminum in Acidic Solution
Przemysław Kwolek, Kamil Dychtoń, Barbara Kościelniak, Andrzej Obłój, Agnieszka Podborska, Marek Wojnicki, Metals 12, 250 (2022), tekst: https://doi.org/10.3390/met12020250
- Recognition of Musical Dissonance and Consonance in a Simple Neuromorphic Computing System
Dawid Przyczyna, Maria Szaciłowska, Marek Przybylski, Marcin Strzelecki, Konrad Szaciłowski,
Int. Journ. of Unconventional Computing 17, 81–104 (2022)
2021
- The effect of shell modification in iron oxide nanoparticles on electrical conductivity in polythiophene-based nanocomposites
Roma Wirecka, Mateusz M. Marzec, Marianna Marciszko-Wiąckowska, Maria Lis, Marta Gajewska, Elżbieta Trynkiewicz, Dorota Lachowicz, Andrzej Bernasik, Journal of Materials Chemistry C 9, 10453 (2021)
- 3D printed composites with uniform distribution of Fe3O4 nanoparticles and magnetic shape anisotropy
Adrianna Kania, Katarzyna Berent, Tomasz Mazur, Marcin Sikora, Additive Manufacturing 46, 102149 (2021), link: http://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102149
- The specialized twin-solution method for selective Pd(II) ions determination and methyl orange removal
M. Luty-Błocho, A. Podborska, B. Musielak, V. Hessel, Journal of Molecular Liquids, 2021, 340, 116884 (2021), tekst:https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.116884
- Spectral properties of polycrystalline MoS2 films grown by RF magnetron sputtering
Ł. Jarosiński, K. Kollbek, M. Marciszko-Wiąckowska, M. Gajewska, P. Jeleń, K. Szaciłowski, M. Przybylski
Journal of Applied Physics 130, 224302 (2021)
tekst:https://doi.org/10.1063/5.0067469 - Light-Induced Synaptic Effects Controlled by Incorporation of Charge-Trapping Layer into Hybrid Perovskite Memristor
Piotr Zawal, Tomasz Mazur, Maria Lis, Alessandro Chiolerio, and Konrad Szaciłowski
Adv. Electron. Mater. 2021, 2100838 (2021) - From Oscillatory Reactions to Robotics: A Serendipitous Journey Through Chemistry, Physics and Computation
Maria Lis, Shu Onuma, Dawid Przyczyna, Piotr Zawal, Tomasz Mazur, Kacper Pilarczyk, Pier Luigi Gentili, Seiya Kasai, Konrad Szaciłowski,
Chapter 1 in Handbook of Unconventional Computing Edited by Andrew Adamatzky, World Scientific Publishing Company
tekst: https://doi.org/10.1142/9789811235740_0001
Zakład: ZFEP - The Utilisation of Solid Fuels Derived from Waste PistachioShells in Direct Carbon Solid Oxide Fuel Cells
M. Dudek, B. Adamczyk, P. Grzywacz, R. Lach, M. Sitarz, M. Lesniak, M. Gajek, K. Mech, M. Wilk, A. Rapacz-Kmita, M. Ziąbka, P. Dudek
Materials 14, 6755 (2021)
tekst: https://doi.org/10.3390/molecules26133862
Zakład: ZFEP - The mechanism of adsorption of Rh(III) bromide complex ions on activated carbon
M. Wojnicki, A. Krawontka, K. Wojtaszek, K. Skibińska, E. Csapo, Z. Pędzich, A. Podborska, P. Kwolek
Molecules 26(13), 3862 (2021)
tekst: https://doi.org/10.3390/molecules26133862
Zakład: ZFEP - Ultrasound Supported Galvanostatic Deposition of Zn Coatings Reinforced with Nano-, Submicro-, and Micro-SiC Particles—Weak Acidic Chloride Baths
K. Mech, M. Marzec, K. Szaciłowski
Materials 14, 3033 (2021)
tekst: https://doi.org/10.3390/ma14113033
Zakład: ZFEP, ZMN - In Situ Regeneration of Copper-Coated Gas Diffusion Electrodes for Electroreduction of CO2 to Ethylene
M. Bisztyga-Szklarz, K. Mech, M. Marzec, R. Kalendarev, K. Szaciłowski
Materials 14, 3171 (2021)
tekst: https://doi.org/10.3390/ma14123171
Zakład: ZFEP, ZMN - Towards Embedded Computation with Building Materials
D. Przyczyna, M. Suchecki, A. Adamatzky, K. Szaciłowski
Materials 14,1724 (2021)
tekst: https://doi.org/10.3390/ma14071724
Zakład: ZFEP - Structure and Mechanistic Relevance of Ni2+–NO Adduct in Model HC SCR Reaction over NiZSM-5 Catalyst – Insights from Standard and Correlation EPR and IR Spectroscopic Studies Corroborated by Molecular Modeling
P. Pietrzyk, K. Góra-Marek, T. Mazur, B. Mozgawa, M. Radoń, M. Chiesa, Z. Zhao, Z. Sojka,
J. Catal. 394, 206–219 (2021)
tekst: https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.07.018
Zakład: ZFEP - Communication, information and music
D. Przyczyna, M. Strzelecki, K. Szaciłowski
LINKs, special issue 1, 28-33 (2021)
tekst: https://links-series.com/links-series-special-edition-1-unconventional-computing/
Zakład: ZFEP
2020
- Halogen-containing semiconductors: From artificial photosynthesis tounconventional computing, S. Klejna (I), T. Mazur(I), E. Wlaźlak(I), P. Zawal, Han Sen Soo, K. Szaciłowski(I) Coordination Chemistry Reviews 415, 213316 (2020), tekst: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2020.213316
- Towards synthetic neural networks: can artificial electrochemical neurons be coupled with artificial memristive synapses?, E. Wlaźlak (I), D. Przyczyna(I), R. Gutierrez, G. Cuniberti, K. Szaciłowski(I) Jpn. J. Appl. Phys.59 SI0801 (2020) tekst: https://doi.org/10.35848/1347-4065/ab7e11
- Brief Insights into Cu2O Electrodeposition: Detailed Progressive Voltammetric and Electrogravimetric Analysis of a Copper Lactate System K. Mech (I), M. Bisztyga-Szklarz(I), K. Szaciłowski(I) Journal of The Electrochemical Society 167, 042504 (2020) tekst: https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab7a83
- MHD supported electroreduction of formate nickel complexes with simultaneous incorporation of TiO2 particles K. Mech(I) Arch. Metall. Mater. 65, 1, 219-227 (2020) tekst: https://doi.org/10.24425/amm.2019.131118
- Liquid metal droplet solves maze A. Adamatzky, A. Chiolerio and K. Szaciłowski (I) Soft Matter 16, 1455 (2020) tekst: https://doi.org/10.1039/c9sm01806a
- Light intensity-induced photocurrent switching effect A. Podborska, M. Suchecki, K. Mech, M. Marzec (VIMMS), K. Pilarczyk, K. Szaciłowski Nature Communications 11, 854 (2020) tekst: https://doi.org/10.1038/s41467-020-14675-5
- In-materio neuromimetic devices: dynamics, information processing and pattern recognition, D. Przyczyna, P. Zawal, T. Mazur, M. Strzelecki, P. Luigi Gentili, and K. Szaciłowski, Japanese Journal of Applied Physics 59, 050504 (2020), tekst: https://doi.org/10.35848/1347-4065/ab82b0
- Enhanced ion binding by the benzocrown receptor and a carbonyl of the aminonaphthalimide fluorophore in water-soluble logic gates, A. Diacono, M. C. Aquilina, A. Calleja, G. Agius, G. Gauci, K. Szaciłowski, D. C. Magri , Organic and Biomolecular Chemistry 18, 4773 (2020) , tekst: https://doi.org/10.1039/d0ob00059k
- Structure and mechanistic relevance of Ni2+–NO adduct in model HC SCR reaction over NiZSM-5 catalyst – insights from standard and correlation EPR and IR spectroscopic studies corroborated by molecular modeling, P. Pietrzyk, K. Góra-Marek, T. Mazur, B. Mozgawa, M. Radoń, M. Chiesac, Z. Zhao, Z. Sojka, Journal of Catalysis, published online (2020) , tekst: https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.07.018
- On the influence of magnetic field on electrodeposition of Ni–TiO2 composites from a citrate baths , K. Mech, M. Gajewska, M. Marzec, K. Szaciłowski , Materials Chemistry and Physics 255, 123550 (2020) , tekst: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.123550
2019
- Fluorimetric naphthalimide-based polymer logic beads responsive to acidity and oxidisability, M. V. Refalo, N. V. Farrugia, A. D. Johnson, S. Klejna(I), K. Szaciłowski(I), D. C. Magri, Journal of Materials Chemistry C 7, 15225 (2019), tekst: https://doi.org/10.1039/c9tc05545b
- Structural and electronic properties of multifunctional carbon composites of organometal halide perovskite, Sylwia Klejna(I), J. Mater. Chem. A 7, 25020-25031 (2019), tekst: https://doi.org/10.1039/C9TA06517B
- Reservoir Computing for Sensing – an Experimental Approach, D. Przyczyna, S. Pecqueur, D. Vuillaume, K. Szaciłowski(I), Int. Journ. of Unconventional Computing 14, 267–284 (2019)
- Electrodeposition of Composite Ni-TiO2 Coatings from Aqueous Acetate Baths, K. Mech(I), Metallurgical and Materials Transactions A 50, 4275–4287 (2019), tekst: https://doi.org/10.1007/s11661-019-05325-7
- A novel magnetoelectrochemical method of synthesis of photoactive Ni-TiO2 coatings from glycinate electrolytes, K. Mech(I), Materials and Design 182, 108055 (2019), tekst: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108055
- Memristor in a Reservoir System – Experimental Evidence for High-Level Computing and Neuromorphic Behavior of PbI2, E. Wlaźlak(I), M. Marzec(VIMMS), P. Zawal(I), and K. Szaciłowski(I), ACS Appl. Mater. Interfaces 11, 17009−17018 (2019), tekst: https://doi.org/10.1021/acsami.9b01841
- Supramolecular Complexes of Graphene Oxide with Porphyrins: An Interplay between Electronic and Magnetic Properties, Kornelia Lewandowska, Natalia Rosiak, Andrzej Bogucki, Judyta Cielecka-Piontek, Mikołaj Mizera, Waldemar Bednarski, Maciej Suchecki, Konrad Szaciłowski(I), Molecules 24, 688 (2019)
tekst: https://doi.org/10.3390/molecules24040688 - Synaptic plasticity, metaplasticity and memory effects in hybrid organic–inorganic bismuth-based materials, Tomasz Mazur(I), Piotr Zawal(I), Konrad Szaciłowski(I), Nanoscale 11, 1080-1090 (2019), tekst: https://doi.org/10.1039/c8nr09413f
2018
- Triiodide Organic Salts: Photoelectrochemistry at the Border between Insulators and Semiconductors, E. Wlaźlak(I), J. Kalinowska-Tłuścik, W. Nitek, S. Klejna(I), K. Mech(I), W. Macyk, and K. Szaciłowski(I), ChemElectroChem 5, 3486 (2018), tekst: https://doi.org/10.1002/celc.201800975
- Heavy pnictogen chalcohalides: the synthesis, structure and properties of these rediscovered semiconductors, E Wlaźlak(I), A. Blachecki, M. Bisztyga-Szklarz(I), S. Klejna(I), T. Mazur(I), K. Mech(I), K. Pilarczyk(I), D. Przyczyna(I), M. Suchecki(I), P. Zawal(I), and K. Szaciłowski(I)
Chem. Commun. 54,12133 (2018), tekst: https://doi.org/10.1039/c8cc05149f - Molecular engineering of logic gate types by module rearrangement in ‘Pourbaix Sensors’: the effect of excited-state electric fields, J. C. Spiteri, S. A. Denisov, G. Jonusauskas, S. Klejna(I), K. Szaciłowski(I), N. D. McClenaghan and D. C. Magri, Organic Biomolecular Chemistry 16, 6195 (2018), tekst: https://doi.org/10.1039/c8ob00485d
- Corrosion studies of Li, Na and Si doped Zn-Al alloy immersed in NaCl solutions, T. Gancarza, K. Mech(I), J. Guśpiel, and K. Berent(MEIBS), Journal of Alloys and Compounds 767, 1225-1237 (2018), tekst: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.07.109
- Molecules, semiconductors, light and information: Towards future sensing and computing paradigms, Kacper Pilarczyk(I), Ewelina Wlaźlak(I), Dawid Przyczyna, Andrzej Blachecki, Agnieszka Podborska(I), Vasileios Anathasiou, Zoran Konkoli, Konrad Szaciłowski(I), Coordination Chemistry Reviews 365, 23-40 (2018), tekst: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2018.03.018
- Palladium(II) Chloride Complex Ion Recovery from Aqueous Solutions Using Adsorption on Activated Carbon, Marek Wojnicki, Robert P. Socha, Zbigniew Pędzich, Krzysztof Mech(I), Tomasz Tokarski(III), and Krzysztof Fitzner, J. Chem. Eng. Data 63 (3), 702–711 (2018), tekst: https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00885
- Spectroelectrochemical analysis of TiO2 electronic states – Implications for the photocatalytic activity of anatase and rutile, Marcin Kobielusz, Kacper Pilarczyk(I), Elżbieta Świętek, Konrad Szaciłowski(I), Wojciech Macyk, Catalysis Today 309, 35-42 (2018), tekst: https://doi.org/10.1016/j.cattod.2017.11.013