| Autorka: dr Małgorzata Kłoskowicz |
PVP to nazwa polimeru syntetycznego chętnie stosowanego w przemysłach: farmaceutycznym, kosmetycznym i spożywczym. Jest biokompatybilny, a więc może być wykorzystywany wszędzie tam, gdzie ma kontakt z ciałem ludzkim. To nośnik leków. Pełni też funkcję wiążącą i wypełniającą, np. w kosmetykach. Otrzymywanie go w formie wysokoczystej nie jest jednak proste, ponieważ wymaga kontroli procesu polimeryzacji i parametrów makrocząsteczek. Nic więc dziwnego, że naukowcy na całym świecie prowadzą badania usprawniające proces produkcji PVP. Jedno z takich rozwiązań opatentowali badacze związani z Uniwersytetem Śląskim w Katowicach, a prezentuje je dr inż. Paulina Maksym z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych UŚ.
– W przypadku PVP (poliwinylopirolidonu) mówimy o materiałach polimerowych do zastosowań specjalnych, a do takich należą materiały wykorzystywane w przemysłach farmaceutycznym, spożywczym czy kosmetycznym. To już kolejne opatentowane przez nasz zespół rozwiązanie. Już wcześniej opracowaliśmy syntezę polimeru PVP w oparciu o tzw. termicznie indukowaną polimeryzację rodnikową w warunkach wysokiego ciśnienia. Tym razem jednak zastosowaliśmy inny bodziec inicjujący cały proces, a jest nim światło – mówi dr inż. Paulina Maksym.
Zespół, w którym pracuje naukowczyni, specjalizuje się w stosowaniu wysokiego ciśnienia w procesie polimeryzacji. Jest ono m.in. katalizatorem reakcji, a więc czynnikiem, który przyspiesza jej przebieg. W praktyce oznacza to, że naukowcy w znacznie krótszym czasie są w stanie uzyskać większe przereagowanie monomeru. To skraca nie tylko czas, lecz również energię potrzebną do produkcji interesującego materiału. Co ważne, w tych warunkach nie trzeba już dodawać katalizatorów metalicznych, które zwiększałyby toksyczność produktu.
– W zastosowaniach specjalnych, o których wspominałam, ma to duże znaczenie – podkreśla badaczka.
Reakcje w ramach opatentowanego rozwiązania prowadzono w szerokim zakresie ciśnień – nawet do 500 MPa, a także temperatur – od 5°C do 60°C. W ten sposób zostały uzyskane polimery PVP o dużej czystości i różnym ciężarze cząsteczkowym.
– Co więcej, byliśmy w stanie otrzymać interesujący nas produkt o bardzo dobrych właściwościach w czasie od kilku do kilkunastu minut – podkreśla dr inż. Paulina Maksym.
Obecnie metody te są rozwijane dzięki specjalistycznej aparaturze do prowadzenia wysokociśnieniowej polimeryzacji z użyciem światła. Naukowcy mają do dyspozycji laboratorium, którym może pochwalić się niewiele zespołów na świecie. Sprzęt, o którym mowa, to supernowoczesna komora wysokociśnieniowa do badań optycznych ze specjalnymi szafirowymi okienkami, mogącymi doprowadzić światło o dowolnej długości fali, inicjujące proces polimeryzacji w warunkach wysokiego ciśnienia.
– Warto dodać, że metoda ta rozwijana jest w zespole prof. Mariana Palucha i prof. Kamila Kamińskiego od wielu lat. Jesteśmy też członkiem interdyscyplinarnej grupy badawczej Silesia MacroSynth Group, zrzeszającej fizyków, chemików i materiałoznawców z Uniwersytetu Śląskiego, którzy z niej korzystają – mówi współautorka patentu.
– Stale współpracujemy też ze spółka celową SPIN-US Sp. z o.o., która wspiera nas w procesie komercjalizacji opracowanych rozwiązań – dodaje.
Dr inż. Paulina Maksym podkreśla także znaczenie nowych kontaktów badawczych, które nawiązuje dzięki międzynarodowym stażom naukowym. Pierwszy roczny staż odbyła w Stanach Zjednoczonych w Carnegie Mellon University w Pittsburghu w zespole prof. Krzysztofa Matyjaszewskiego, gdzie rozwijała technologie wysokociśnieniowe. Obecnie rozpoczęła drugi staż w ramach prestiżowego indywidualnego stypendium Marii Skłodowskiej-Curie.
– Pracuję w Royal College of Surgeons in Ireland (RCSI) w Dublinie, gdzie zajmuję się produkcją materiałów polimerowych na bazie peptydów do zastosowań specjalnych jako nośników genów. Rozwijam też technologię druku 3D – podsumowuje badaczka z Uniwersytetu Śląskiego.
Autorami opatentowanego sposobu otrzymywania poli( winylopirolidonu) są naukowcy związani z UŚ: dr inż. Andrzej Dzienia, dr inż. Paulina Maksym, dr hab. Magdalena Tarnacka, prof. UŚ, prof. dr hab. Marian Paluch oraz prof. dr hab. Kamil Kamiński.
Artykuł pt. „Produkcja materiałów polimerowych do zastosowań specjalnych” ukazał się w listopadowym numerze „Gazety Uniwersyteckiej UŚ” nr 2 (322).
Fotokomora wysokociśnieniowa do prowadzenia wysokociśnieniowej polimeryzacji z użyciem światła | fot. Roksana Bernat