Oddział Warszawski PTChem

Oddział Warszawski Polskiego Towarzystwa Chemicznego. Siedzib Oddziału ul. Freta 16 00-227 Warszawa

Ewa Górecka – Ciekłe kryształy: od klasycznych faz nematycznych do nowych faz polarnych i chiralnych

przez

Ciekłe kryształy: od klasycznych faz nematycznych do nowych faz polarnych i chiralnych

Ewa Górecka (UW)

19 listopada o godz. 1800 Gmach Technologii Chemicznej, Aula Czochralskiego, ul. Koszykowa 75.

Ciekłe kryształy stanowią stan materii pośredni między cieczą a kryształem, łącząc płynność z uporządkowaniem molekularnym. Materiały te znalazły szerokie zastosowanie w technologii wyświetlaczy ciekłokrystalicznych (LCD), wykorzystywanych między innymi w monitorach komputerowych i telewizorach. Ich znaczenie technologiczne wynika przede wszystkim z silnej zależności właściwości optycznych od orientacji molekularnej. Nawet stosunkowo niewielkie zmiany orientacji cząsteczek mogą prowadzić do istotnych zmian w sposobie propagacji światła w materiale. W zależności od charakteru uporządkowania molekularnego wyróżnia się kilka podstawowych faz ciekłokrystalicznych. W klasycznej fazie nematycznej cząsteczki wykazują dalekozasięgowe uporządkowanie orientacyjne: ich osie molekularne są statystycznie zorientowane wzdłuż wspólnego kierunku, opisywanego przez tzw. director. Jednocześnie ich środki mas nie wykazują dalekozasięgowego uporządkowania pozycyjnego. W fazach smektycznych uporządkowanie orientacyjne współistnieje natomiast z jednowymiarowym uporządkowaniem pozycyjnym,  cząsteczki tworzą struktury warstwowe. Przez wiele lat klasyczna faza nematyczna była postrzegana przede wszystkim jako układ o dobrze poznanych właściwościach, którego znaczenie wynikało głównie z zastosowań technologicznych. W ostatnich latach badania nad nowymi materiałami ciekłokrystalicznymi pokazał jednak, że nawet w fazach pozbawionych uporządkowania pozycyjnego mogą pojawiać się złożone struktury przestrzenne, spontaniczna polaryzacja elektryczna oraz zjawiska związane z łamaniem symetrii lustrzanej.

Jednym z pierwszych przełomowych odkryć podważających tradycyjne wyobrażenie o fazie nematycznej było zaobserwowanie fazy nematycznej typu twist-bend, NTB [1]. W fazie tej director nie pozostaje jednorodny w przestrzeni, lecz tworzy strukturę helikonikalną, w której współwystępują deformacje typu skręcania (twist) i zginania (bend). Szczególnie interesujący jest fakt, że struktura ta może powstawać w układach zbudowanych z achiralnych cząsteczek. Kolejnym istotnym krokiem było odkrycie ferroelektrycznej fazy nematycznej, NF w której występuje spontaniczna polaryzacja elektryczna [3, 4]. Faza charakteryzuje się uporządkowaniem polarnym: wektory momentów dipolowych cząsteczek wykazują preferowany wspólny zwrot. Niezwykłość tego odkrycia polega na wykazaniu, że uporządkowanie polarne występuje w układzie pozbawionym dalekozasięgowego uporządkowania pozycyjnego. W takich materiałach orientacja molekularna, polaryzacja i odpowiedź na pole elektryczne są ze sobą ściśle powiązane, co otwiera nowe możliwości badania sprzężenia między właściwościami mechanicznymi, elektrycznymi i optycznymi materii miękkiej. Szczególnie interesującym rozwinięciem tych badań było odkrycie w 2024 roku helikonikalnej, ferroelektrycznej fazy nematycznej, NTBF [5]. W fazie tej współwystępują uporządkowanie polarne oraz helikalna modulacja orientacji molekularnej. Jest to wynik nieoczekiwanego połączenia dwóch zjawisk, które wcześniej rozpatrywano przede wszystkim oddzielnie: spontanicznego łamania symetrii lustrzanej oraz spontanicznego uporządkowania polarnego. Dalsze badania wykazały, że spontaniczne łamanie symetrii lustrzanej i uporządkowanie polarne mogą współwystępować również w bardziej złożonych fazach ciekłokrystalicznych.

  1. Cestari, M. et al. (2011). Phase behavior and properties of the liquid-crystal dimer 1′′,7′′-bis(4-cyanobiphenyl-4′-yl) heptane: a twist-bend nematic liquid crystal. Physical Review E, 84, 031704. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.84.031704
  2. Luckhurst, G. R. et al. (2012). The chirality of a twist-bend nematic phase identified by NMR spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry B, 116, 7940–7951. https://doi.org/10.1021/jp302705n
  3. Chen, X. et al. (2020). First-principles experimental demonstration of ferroelectricity in a thermotropic nematic liquid crystal: Polar domains and striking electro-optics. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117, 14021–14031. https://doi.org/10.1073/pnas.2002290117
  4. Sebastián, N. et al. (2020). Ferroelectric-Ferroelastic Phase Transition in a Nematic Liquid Crystal. Physical Review Letters, 124, 037801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.037801
  5. Karcz, J. et al. (2024). Spontaneous chiral symmetry breaking in polar fluid-heliconical ferroelectric nematic phase. Science, 384, 1096–1099. https://doi.org/10.1126/science.adn6812

Prof. Ewa Górecka (Uniwersytet Warszawski) kieruje Laboratorium Materii Miękkiej na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Jej zespół specjalizuje się w badaniach struktury materii miękkiej. Jest autorką lub współautorką ok. 330 publikacji naukowych, cytowanych ponad 9500 razy,  HI=51 (Scopus).

Najważniejsze publikacje: 2026-2016:

  • N. Tufaha, G. Stepanafas, E. Cruickshank, D. Pociecha, E. Gorecka, J. M. D. Storey, R. Walker, C. T. Imrie, Investigating room temperature ferroelectric nematogens and their structure-property relationships, Nat. Commun., (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69484-z
  • A. Pearson, A. Alshammari, G.J. Strachan, M. Majewska, D. Pociecha, J. M. D. Storey, C. T. Imrie, N. Vaupotič, R. Walker, E. Gorecka, Diverse helical structures made of achiral mesogenic dimers,  Nat. Commun. (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-72565-8
  • Strachan, G. J.; Górecka, E.; Hobbs, J.; Pociecha, D. Fluorination: Simple Change but Complex Impact on Ferroelectric Nematic and Smectic Liquid Crystal Phases. J. Am. Chem. Soc. 2025, 147 (7), 6058–6066. https://doi.org/10.1021/jacs.4c16802
  • Strachan, G. J.; Ramsay, S. J.; Juodka, M.; Pociecha, D.; Szydłowska, J.; Storey, J. M. D.; Vaupotič, N.; Walker, R.; Górecka, E. Interplay of Polar Order and Positional Order in Liquid Crystals – Observation of Re-entrant Ferroelectric Nematic Phase. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202516302. https://doi.org/10.1002/anie.202516302
  • Karcz, J.; Herman, J.; Rychłowicz, N.; Kula, P.; Górecka, E.; Szydłowska, J.; Majewski, P. W.; Pociecha, D. Spontaneous Chiral Symmetry Breaking in Polar Fluid–Heliconical Ferroelectric Nematic Phase. Science 2024, 384, 1096–1099. https://doi.org/10.1126/science.adn6812
  • Szydłowska, J.; Majewski, P.; Čepič, M.; Vaupotič, N.; Rybak, P.; Imrie, C. T.; Walker, R.; Cruickshank, E.; Storey, J. M. D.; Damian, D.; Górecka, E. Ferroelectric Nematic–Isotropic Liquid Critical End Point. Phys. Rev. Lett. 2023, 130, 216802. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.216802
  • Pociecha, D.; Vaupotič, N.; Majewska, M.; Cruickshank, E.; Walker, R.; Storey, J. M. D.; Imrie, C. T.; Wang, C.; Górecka, E. Photonic Band Gap in Achiral Liquid Crystals – A Twist on a Twist. Adv. Mater. 2021, 33, 2103228. https://doi.org/10.1002/adma.202103288
  • Lewandowski, W.; Vaupotič, N.; Pociecha, D.; Górecka, E.; Liz-Marzán, L. M. Chirality of Liquid Crystals Formed from Achiral Molecules Revealed by Resonant X-ray Scattering. Adv. Mater. 2020, 32, 1905591. https://doi.org/10.1002/adma.201905591
  • Salamończyk, M.; Vaupotič, N.; Pociecha, D.; Walker, R.; Storey, J. M. D.; Imrie, C. T.; Wang, C.; Zhu, C.; Górecka, E. Multi-Level Chirality in Liquid Crystals Formed by Achiral Molecules. Nat. Commun. 2019, 10, 1922. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09862-y
  • Park, W.; Ha, T.; Kim, T.-T.; Zep, A.; Ahn, H.; Shin, T. J.; Sim, K. I.; Jung, T. S.; Kim, J. H.; Pociecha, D.; Górecka, E.; Yoon, D. K. Directed Self-Assembly of a Helical Nanofilament Liquid Crystal Phase for Use as Structural Color Reflectors. NPG Asia Mater. 2019, 11, 45. https://doi.org/10.1038/s41427-019-0146-6
  • Abberley, J. P.; Killah, R.; Walker, R.; Storey, J. M. D.; Imrie, C. T.; Salamończyk, M.; Zhu, C.; Górecka, E.; Pociecha, D. Heliconical Smectic Phases Formed by Achiral Molecules. Nat. Commun. 2018, 9, 228. https://doi.org/10.1038/s41467-017-02626-6
  • Górecka, E.; Vaupotič, N.; Zep, A.; Pociecha, D. From Sponges to Nanotubes – A Change of Nano-Crystal Morphology for Acute-Angle Bent-Core Molecules. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 12238–12242. https://doi.org/10.1002/anie.201604915
  • Matraszek, J.; Topnani, N.; Vaupotič, N.; Takezoe, H.; Mieczkowski, J.; Pociecha, D.; Górecka, E. Monolayer Filaments versus Multilayer Stacking of Bent-Core Molecules. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 3468–3472. https://doi.org/10.1002/anie.201510123

Andrzej Koliński-Nagroda Nobla z chemii – uwagi na temat historii badań i znaczenia wyróżnionych osiągnięć

przez

„Nagroda Nobla z chemii – uwagi na temat historii badań i znaczenia wyróżnionych osiągnięć”

Andrzej Koliński

(Wydział Chemii,Uniwersytet Warszawski)

Wykład odbędzie się w czwartek 12 grudnia 2024 r. o godz. 1800, w Audytorium Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

    Tegoroczną Nagrodę Nobla z chemii (rok 2024) przyznano trzem badaczom: Davidowi Bakerowi z Uniwersytetu Waszyngtona w Seattle w USA za „komputerowe projektowanie białek” (1/2 nagrody) oraz dwóm badaczom z prywatnej firmy Google DeepMind z Londynu Demisowi Hassabisowi i Johnowi Jumperowi za „przewidywanie struktur białek”. Ciekawe, że żaden z laureatów nie jest chemikiem, aczkolwiek ich osiągnięcie mają olbrzymie znaczenie również dla wielu działów chemii. Profesor David Baker jest biologiem, doktor John Jumper, który urodził się i studiował w USA, jest informatykiem a doktor Demis Hassabis, założyciel DeepMind i dyrektor Google DeepMind, jest z wykształcenia Fizykiem i Matematykiem angielskim.

Dowiedz się więcej

Jacek Jemielity – Chemicznie modyfikowane mRNA do zastosowań terapeutycznych

przez

20 czerwca godz. 1800, Gmach Technologii Chemicznej PW

Chemicznie modyfikowane mRNA do zastosowań terapeutycznych

Jacek Jemielity

Centrum Nowych Technologii, Uniwersytet Warszawski

Od kilkudziesięciu lat naukowcy z całego świata starają się odkryć skuteczne metody walki z chorobami trudnymi do leczenia tradycyjnymi metodami, takimi jak nowotwory, genetyczne choroby rzadkie. Nadzieją na poprawę tej sytuacji jest tzw. terapia genowa, w której środek leczniczy dostarczany jest w postaci przepisu genetycznego, który następnie ulega ekspresji w komórkach pacjenta. W ostatnich latach wiele uwagi poświęcono w tym kontekście informacyjnemu RNA (mRNA), które jest genetycznym przepisem na konkretne białko. Swego rodzaju zwieńczeniem tych wysiłków było opracowanie szczepionek mRNA przeciwko koronawirusowi, które jako pierwsze zostały zatwierdzone do powszechnego stosowania. Na drodze do skutecznych terapii opartych na mRNA pojawiło się wiele problemów, które udało się rozwiązać, ale jest też miejsce na ulepszenia. Podczas wykładu prelegent przedstawi ideę terapii genowych opartych na mRNA i ich ogromny potencjał wykraczający poza terapie przeciwnowotworowe i przeciwwirusowe. Opowie o głównych problemach związanych z rozwojem tej nowatorskiej terapii i sposobach ich rozwiązania z wykorzystaniem metod biologicznych i chemicznych, w tym opracowanych na Uniwersytecie Warszawskim.

Jacek Jemielity urodził się w 1973 roku w Wysokiem Mazowieckiem. Studia na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego ukończył w 1997 roku. Stopień doktora uzyskał w 2002 roku na tym samym wydziale, a habilitację w roku 2012. Po doktoracie przez 11 lat pracował jako adiunkt w Zakładzie Biofizyki Instytutu Fizyki Doświadczalnej na Wydziale Fizyki UW. Doświadczenie badawcze zdobywał również m.in. we francuskim Institute of Structural Biology, Grenoble i fińskim Uniwersytecie w Turku. Od roku 2013 jest kierownikiem Laboratorium Chemii Biologicznej w Centrum Nowych Technologii UW. Jest również współtwórcą i prezesem  ExploRNA Therapeutics – spółki spin-off Uniwersytetu Warszawskiego, w której technologia chemicznie modyfikowanego mRNA jest rozwijana, a następnie wykorzystywana w projektowaniu nowatorskich terapii. Tytuł profesora otrzymał w 2020 r.

Prof. Jemielity specjalizuje się w chemii organicznej, biologicznej i biochemii nukleotydów i kwasów nukleinowych. Realizował granty m.in. Narodowego Centrum Nauki i Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (TEAM). Jest współautorem ponad 140 publikacji (m.in. w Journal of the American Chemical Society, Nature Communications, Chemical Science, Angewandte Chemie Int. Ed, Nucleic Acids Res.), które cytowano wg Scopus/Web of Science około 2,9 tys. razy (wg google scolar 4,2 tys. razy). Jego indeks Hirscha wynosi 30 (35). Jest wynalazcą rozwiązań chronionych niemal na całym świecie 9 patentami (do dwóch z nich licencje wykupiła spółka BioNTech, do czterech ExploRNA Therapeutics).

Za swoje osiągnięcia był nagradzany m.in. Nagrodą Naukową „Polityki” dla młodych naukowców, Nagrodą Gospodarczą Prezydenta RP, Nagrodami Rektora Uniwersytetu Warszawskiego, był nominowany do Nagrody Europejskiego Wynalazcy, przyznawanej przez Europejski Urząd Patentowy. W roku 2021 otrzymał Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w obszarze nauk chemicznych i o materiałach za opracowanie chemicznych modyfikacji mRNA jako narzędzi do zastosowań terapeutycznych i badań procesów komórkowych.

Piotr Bujak-Nagroda Nobla 2023 – Kolorowe Kropki

przez

„Nagroda Nobla 2023 – Kolorowe Kropki”

Piotr Bujak

(Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej)

Wykład odbędzie się w czwartek 14 grudnia 2023 r. o godz. 1800, w Audytorium Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Igor F. Perepichka – Light-emitting p-conjugated polymers and oligomers for optoelectronics

przez

Light-emitting π-conjugated polymers and oligomers for optoelectronics

Igor F. Perepichka

(Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów Politechniki Śląskiej)

Wykład odbędzie się w czwartek 22.06.2023. o godz. 1800 w Auli im. Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Jacek Jemielity -mRNA i chemia click – jak to połączyć?

przez

mRNA i chemia click – jak to połączyć?

Jacek Jemielity

(Centrum Nowych Technologii, Uniwersytet Warszawski)

Wykład odbędzie się w piatek 16.12.2022r. o godz. 1800 w Auli im. Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Irena Kulszewicz-Bajer – Fascynujący świat półprzewodników organicznych – badania profesora Adama Pronia

przez

Fascynujący świat półprzewodników organicznych – badania profesora Adama Pronia.

Irena Kulszewicz-Bajer

(Politechnika Warszawska)

Wykład odbędzie się w czwartek 06.10.2022r. o godz. 1800 w Auli im. Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Agnieszka Szumna – Chemia organiczna, chemia nieorganiczna i mechanochemia klatek molekularnych

przez

Chemia organiczna, chemia nieorganiczna i mechanochemia klatek molekularnych.

Agnieszka Szumna

(Instytut Chemii Organicznej, PAN)

Wykład odbędzie się w czwartek 02.06.2022r. o godz. 1800 w Auli im. Czochralskiego w Gmachu Technologii Chemicznej Politechniki Warszawskiej (ul. Koszykowa 75).

Dowiedz się więcej

Kazimierz Borkowski – Tworzywa sztuczne na cenzurowanym – szansa czy zagrożenie dla przemysłu?

przez

4.04.2019, godz. 18:00, Gmach Technologii Chemicznej PW, Aula Czochralskiego, ul. Koszykowa 75.

Tworzywa sztuczne na cenzurowanym – szansa czy zagrożenie dla przemysłu?

Kazimierz Borkowski

(Fundacji PlasticsEurope Polska)

Tworzywa polimerowe stały się ostatnio jednym z ważnych tematów dyskusji publicznej w kontekście zagrożeń dla społeczeństwa (prawdziwych lub wyimaginowanych), identyfikowanych zarówno w niekorzystnym oddziaływaniu na środowisko (zaśmiecenie środowiska, zagrożenie dla ekosystemów, eksploatacja nieodnawialnych zasobów), jak i w zagrożeniach dla zdrowia ludzkiego (zagrożenie substancjami chemicznymi uwalnianymi z wyrobów z tworzyw sztucznych, np. z opakowań żywności i napojów).

Dowiedz się więcej

Wojciech Chaładaj – Addycje do alkinów katalizowane kompleksami metali przejściowych

przez

24.01.2019, godz. 18:00, Gmach Technologii Chemicznej PW, Aula Czochralskiego, ul. Koszykowa 75.

Addycje do alkinów katalizowane kompleksami metali przejściowych

Wojciech Chaładaj
Instytut Chemii Organicznej PAN

Zaprezentowane zostaną wyniki badań nad katalizowanymi metalami przejściowymi reakcjami rozpoczynającymi się od addycji do wiązania potrójnego C-C alkinów, w szczególności:

1. Zastosowania technik wysokociśnieniowych w reakcjach katalizowanych kompleksami złota.
2. Tandemowych reakcji perfluoroalkilującej difunkcjonalizacji alkinów
3. Tandemowych reakcji addycji enolanów do alkinów z następczym sprzęganiem krzyżowym.

Dowiedz się więcej