Ocena stanu i poziomu chemii w Polsce

1995-2000

 

Wprowadzenie

Janusz Lipkowski

1. Chemia nieorganiczna

    Lechosław Łomozik, Piotr Sobota

    Główne kierunki badań

a)      Chemia koordynacyjna

b)      Chemia metaloorganiczna i kataliza kompleksami metali

c)      Chemia pierwiastków ziem rzadkich

d)      Chemia bionieorganiczna

e)      Chemia ciała stałego

f)        Synteza, struktura i aktywność katalizatorów

    Najważniejsze osiągnięcia

2. Chemia organiczna

    Andrzej Jończyk, Grzegorz Mlostoń, Jacek Skarżewski

    Główne kierunki badań

a)      Synteza organiczna

b)      Badania mechanizmów reakcji organicznych

c)      Badania strukturalne

d)      Synteza i badania produktów naturalnych oraz ich analogów

    Najważniejsze osiągnięcia

3. Chemia fizyczna

     Zbigniew Adamczyk, Anna Grabowska

a)      Chemia teoretyczna i kwantowa

b)      Chemia radiacyjna, radiochemia, chemia izotopów

c)Chemia supramolekularna i związków wysokocząsteczkowych

d)      Elektrochemia

e)Fizykochemia ciała stałego

f)        Fizykochemia powierzchni i układów koloidalnych

g)Fotochemia i spektroskopia

h)Kataliza heterogeniczna, homogeniczna, enzymatyczna, kinetyka chemiczna

i)        Fizykochemia materiałów węglowych

    Najważniejsze osiągnięcia

4. Chemia i fizykochemia polimerów

     Andrzej Duda, Zbigniew Florjańczyk

5. Technologia chemiczna

     Henryk Górecki, Marek Borowiak

a)      Badania nad produktami

b)      Procesy technologiczne

c)      Technologie chemiczne w ochronie środowiska

d)      Badania dla potrzeb służb państwowych


WPROWADZENIE

 

Janusz Lipkowski – Instytut Chemii Fizycznej PAN

Ocena stanu badań w dziedzinie chemii przeprowadzana jest systematycznie przez Komitet Chemii PAN, jednokrotnie podczas kadencji. Obecna ocena jednak ma pewne cechy szczególne. Przypada na ten sam okres, za który Komitet Badań Naukowych ocenił placówki naukowe w Polsce posługując się tzw. parametrycznym systemem ocen. Wydawało się nawet, że wyniki tamtej oceny mogłyby w znacznym stopniu wyręczyć działanie w tym zakresie naszego Komitetu, gdyż dokumentacja zgromadzona i opracowana w placówkach badawczych zawierająca zestawienie rezultatów za cztery lata była niezwykle obszerna i bogata. Szybko jednak okazało się, że Komitet Badań Naukowych nie jest w stanie tych danych ani archiwizować ani przekształcić w formę syntetycznego obrazu innego niż statystyczne zestawienia liczbowe, z uwagi na brak odpowiednich kadr (w co nie można wątpić). Dlatego nasze działania musiały być samodzielne i niezależne od ocen KBN, jakkolwiek opierały się na tych samych danych (Komitet Chemii uzyskał kopie materiałów bezpośrednio z placówek naukowych oraz dane statystyczne z zespołu T09 KBN). Informujemy o tym, gdyż z doświadczenia tego wynika wniosek, że w dobie komputeryzacji i informatyzacji żadna instytucja w naszym kraju nie dysponuje kompletnymi, bazowymi danymi, charakteryzującymi stan naszej dziedziny oraz dynamikę jej postępu. Z tego wyprowadziliśmy koncepcję utworzenia przez Komitet Chemii komputerowej bazy danych w omawianym zakresie. Wyniki obecnie przeprowadzonej oceny stanowią zalążek tej bazy i w pewnym sensie, kontynuację gromadzenia danych w poprzedniej kadencji. Dane te są również w Komitecie dostępne i były wzięte pod uwagę przy opracowaniu zestawień załączonych do oceny.

Drugą przesłanką świadczącą o wyjątkowości obecnej sytuacji jest czas, w którym ocena była przeprowadzona. Jest to już ponad 10 lat od rozpoczęcia działalności przez Komitet Badań Naukowych, co pozwala na pewne szersze wnioski odnoszące się do długoterminowych konsekwencji funkcjonowania systemu organizacji i finansowania badań przez KBN.

Trzecia przesłanka jest natury merytorycznej i podkreślana jest przez autorów wszystkich opracowań cząstkowych, składąjących się na niniejszą ocenę. Idzie mianowicie o interdyscyplinarny charakter badań we wszystkich dziedzinach chemii, dawniej uznawanych za klasyczne i dobrze sprecyzowane w sensie dyscyplinarnej lub metodycznej specyfiki.

Coraz trudniej zaliczyć prace do obszaru chemii organicznej albo nieorganicznej (jak w chemii metaloorganicznej lub koordynacyjnej), fizycznej czy innej, skoro większość prac zawiera niemały ładunek badań fizykochemicznych. Pozostawiamy wprawdzie w obecnym opracowaniu oceny tradycyjny podział na dziedziny chemii, lecz już w części następującej po ocenie zawierającej przewidywania roli, jaką chemia wypełni w latach następnych, z tym podziałem zrywamy całkowicie i przedstawiamy swego rodzaju integrystyczny pogląd na ten temat.

Podkreśliwszy najistotniejsze różnice pragniemy zaznaczyć, że dość znaczna część wniosków sformułowanych w ocenach z poprzednich kadencji może być i teraz powtórzona. Dotyczy to wyjątkowo silnej pozycji polskiej chemii w nauce światowej, na tle średniej innych dyscyplin. Dotyczy to również zagrożeń luką pokoleniową, aczkolwiek ten problem nie jest obecnie aż tak wydatny. Przyczyną jest bardzo trudna sytuacja na rynku pracy, skłaniająca młodych ludzi nie tylko do poszukiwania zatrudnienia także w placówkach naukowych, ale przede wszystkim stwarzająca lepszą koniunkturę dla podnoszenia kwalifikacji zawodowych. Instytucje naukowe dokonują wielu wysiłków, aby w sytuacji pogłębiającego się kryzysu finansowania badań nie rezygnować z zatrudniania młodych absolwentów wyższych uczelni, oraz z rozwoju studiów doktoranckich.

                                                                   

1. CHEMIA  NIEORGANICZNA

Piotr Sobota – Uniwersytet Wrocławski

Lechosław Łomozik – Uniwersytet im.A.Mickiewicza w Poznaniu

 

Zestawienie głównych kierunków badań i najważniejsze osiągnięcia

 

     Chemia nieorganiczna stała się dzisiaj dziedziną wiedzy o charakterze  interdyscyplinarnym i z niej wyodrębniły się nowoczesne działy takie jak: chemia koordynacyjna, chemia metaloorganiczna, kataliza homogeniczna, kinetyka chemiczna, chemia ciała stałego, czy chemia bionieorganiczna.  Niektóre z nich, np.: chemia koordynacyjna, chemia ciała stałego, chemia metaloorganiczna oceniane są na świecie bardzo wysoko. Badania naukowe z dziedziny chemii nieorganicznej prowadzi w Polsce ponad 100 samodzielnych pracowników naukowych w około 20 ośrodkach, głównie w laboratoriach uniwersyteckich i politechnicznych. Rozwój chemii nieorganicznej warunkowany jest w zasadniczym stopniu możliwościami kadrowymi i techniczno-organizacyjnymi poszczególnych ośrodków badawczych.

 

Główne kierunki badań

 

Chemia koordynacyjna

(Wrocław, Kraków, Poznań, Gdańsk, Łódź, Bydgoszcz, Katowice,  Toruń, Rzeszów)

 

Reakcje kompleksowania w środowiskach niewodnych,  ekstrakcja rozpuszczalnikowa związków kompleksowych, badania wysoko symetrycznych ferromagntyków, supramolekularnych sieci spinowych, nowych materiałów dla optyki nieliniowej, fotochemia związków kompleksowych, badania układów zawierających tlenki metali przejściowych, roztwory stałe i reakcje w fazie stałej, opracowanie nowych technologii materiałów laserowych i materiałów nadprzewodzących, synteza homodwurdzeniowych kompleksów metali z zasadami Schiffa, analiza zastosowań metod komputerowych do badań równowagowych związków kompleksowych, badania reaktywności kompleksów chromu, poszukiwania lotnych kompleksów metali d9 i d10 elektronowych i zastosowania tych związków do osadzania nanometrycznych warstw metali, synteza i struktura nisko-symetrycznych związków koordynacyjnych metali przejściowych, sprzężone reakcje redoksowo-kompleksowe w analizie materiałów złożonych, synteza nitrozylowych kompleksów renu, badania oddziaływań eterów koronowych  z podstawnikami N—donorowymi, elektrochemia związków koordynacyjnych, kompleksy metali przejściowych z zasadami Schiffa i ich zastosowanie jako katalizatorów chiralnych, poszukiwania mieszanin rozpuszczalników organicznych do selektywnego roztwarzania metali ciężkich, chemia i fotochemia kompleksów cyjanowych molibdenu i wolframu, kompleksy cytrynianowe Mo(VI), Ni(II) i Fe(II,III) w roztworach używanych do elektrolitycznego nakładania stopów odpornych na korozję, kinetyka reakcji utleniania kompleksów chromu, kinetyka przemian związków platynowców w roztworach niewodnych, synteza i reaktywność kompleksów metali z ligandami krzemoorganicznymi, synteza nitrozylowych kompleksów renu z fosfinami, synteza i charakterystyka karbaporfirynoidów o p-donorowej budowie centrum      koordynacyjnego, kompleksy metali przejsciowych i grup głównych jako prekursory materiałów ceramicznych, badania strukturalne związków o budowie otwartego kubania, wielordzeniowe kompleksy metali przejściowych jako potencjalne urządzenia elektroniki molekularnej, chemia związków uranu

 

Chemia metaloorganiczna i kataliza kompleksami metali

(Gdańsk, Wrocław, Warszawa, Poznań)

 

Synteza i technologia silanowych środków sprzęgających, kataliza kompleksami metali przejściowych reakcji kometatezy i sililującego sprzęgania winylosilanów z olefinami i dienami, polikondensacja dienów zawierających krzem, hydrosililowanie i dehydrogenujące sililowanie olefin, chemia i stereochemia związków krzemoorganicznych zawierających wiązanie krzem-siarka, stereochemia silanotiolanowych kompleksów metali, synteza nowych związków niklu i tytanu, potencjalnych katalizatorów oligomeryzacji i polimeryzacji acetylenów, silikonowe materiały o własnościach ciekłokrystalicznych, porfirynowe metaloorganiczne kompleksy niklu, synteza materiałów o specyficznych właściwościach do wykorzystania w medycynie, farmacji, materiałów ceramicznych i optyki nieliniowej, utlenianie za pomocą O2 związków glinoorganicznych, reakcje tworzenia i rozpadu wiązania metal-węgiel, synteza katalizatorów hydrokrakingu węglowodorów, katalizatory polimeryzacji a-olefin, hydroformylacji, karbonylowania, uwodornienia i izomeryzacji, synteza składników stabilizujących i antyutleniających polimery, kompleksy polimetaliczne jako katalizatory reakcji polimeryzacji olefin, katalizatory procesu metatezy, ROMP i polimeryzacji alkenów i alkinów, inżynieria molekularna i supramolekularna, 

 

Chemia pierwiastków ziem rzadkich

(Lublin, Wrocław, Poznań, Rzeszów)

 

Związki koordynacyjne pierwiastków ziem rzadkich, ekstrakcyjne metody rozdziału lantanowców w układach rozpuszczalnik organiczny-H2O-HNO3, jonowymienne metody separacji lantanowców z zastosowaniem kwasów aminokarboksylowych, badania właściwości fotofizycznych kompleksów lantanowców, luminescencja i chemiluminescencja układów lantanowców, badania połączeń heteropolianionów skondensowanych z p.z.rz., synteza nowych kompleksów lantanowców i badania ich struktury elektronowej i molekularnej, określenie właściwości optycznych, magnetycznych, spektroskopowych lantanowców, zastosowanie związków lantanowców w diagnostyce medycznej, metody rozdziału pierwiastków ziem rzadkich,  badania właściwości emisyjnych lantanowców, zastosowanie związków lantanowców w spektroskopii,

 

Chemia bionieorganiczna

(Wrocław, Siedlce, Toruń, Poznań, Kraków, Łódź)

 

Badania koordynacji jonów Cu(II) do fragmentów peptydowych białka prionowego oraz właściwości antyoksydatywnych powstających kompleksów, wiązanie miedzi(II) do bogatego w cysteinę fragmentu prekursorowego białka amyloidowego (APP), badania mechanizmu procesu oksydatywnego zachodzącego po związaniu Cu(II) do białka, oddziaływania jonów miedzi(II) na procesy utleniania i strukturę fragmentów białka beta-amyloidowego, kompleksy binarne i ternarne nukleotydów z jonami niklu(II), właściwości koordynacyjne i oksydatywne miedziowych kompleksów, antybiotyków aminoglikozydowych, wpływ reaktywnych form tlenu generowanych w układzie jon metalu-antybiotyk na materiał genetyczny, biochemia tlenku azotu, synteza i właściwości kompleksów metali przejściowych z ligandami hydroksamowymi i fosfonowymi, kompleksy platynowców z analogami zasad purynowych, badania oddziaływań koordynujących jonów metali z poliaminami i fragmentami kwasów nukleinowych w aspekcie procesów transferu informacji genetycznych, metabolizm działania leków rozkurczowych, rola metali w biologii, medycynie i środowisku naturalnym, zjawiska na poziomie molekularnym i inhibitory ważnych procesów enzymatycznych, modelowanie procesów biotechnologicznych, membranowych, równowagi reakcji metali przejściowych z małymi cząsteczkami organicznymi o znaczeniu biologicznym, modelowe centra metaliczne nitrogenazy

 

Chemia ciała stałego

(Poznań, Kraków, Wrocław, Katowice, Szczecin)

 

Charakterystyka polikrystalicznych tlenków metali przejściowych, badania krystalochemiczne  materiałów magnetycznych o strukturze spinelu, wpływ struktury na właściwości fizyko-chemiczne magnetyków f-elektronowych, mechanizmy i kinetyka termicznego rozkładu ciał stałych, synteza czteroskładnikowych związków o strukturze spinelowej,  równowagi fazowe w układach tlenków metali, zastosowanie matryc sitowo-molekularnych do syntezy pigmentów, procesy redoks i przejścia fazowe w powierzchniowych warstwach złożonych tlenków metalicznych, korozja oksydacyjna i zabezpieczenia materiałów węglowych, przejścia fazowe na powierzchni i w objętości ciał stałych, poszukiwania materiałów o właściwościach magnetycznych i nadprzewodzących,

 

Synteza, struktura i aktywność katalizatorów

(Kraków, Poznań, Toruń, Łodź,  Lublin, Wrocław, Szczecin, Warszawa)

 

Stałe heteropolikwasy jako katalizatory, zeolity i ich analogii strukturalne – borality i żelazokrzemiany jako katalizatory w reakcjach kwasowo-zasadowych, katalityczne reakcje konwersji i utleniania węglowodorów na katalizatorach metalicznych i tlenkowych, charakterystyka katalizatorów hetrogenicznych z jonami metali rozproszonymi w matrycach tlenkowych, glinokrzemianowych i polimerycznych, procesy redoks i przejścia fazowe w powierzchniowych warstwach tlenków metali, aktywacja, dezaktywacja i zatrucia powierzchni katalizatorów, badania nad reakcjami katalitycznymi uwodornienia tlenków węgla, hydrogenolizy węglowodorów, odwodornienia alkoholi, zgazowania materiałów węglowych, reaktywność związków koordynacyjnych w procesach aktywowanych termicznie i reakcjach fotochemicznych, synteza i modyfikacja układów tlenkowych, badania metali osadzonych na nośnikach, synteza i modyfikacja uporządkowanych materiałów porowatych (zeolity i materiały zeolitopodobne oraz mezoporowate), synteza i właściwości adsorpcyjne katalizatorów, katalizatory reakcji konwersji tlenków azotu, właściwości katalityczne nitrozylowych kompleksów renu,

 

Najważniejsze osiągnięcia

 

    Pozycja polskiej chemii nieorganicznej koresponduje w istotnym stopniu z osiągnięciami chemii koordynacyjnej, kierunku, który wraz z gałęziami pokrewnymi osiągnął dobry światowy poziom. Jako dowód wskazać można na zaproszenie 3 polskich uczonych do wygłoszenia wykładów na najważniejszej światowej konferencji z zakresu chemii koordynacyjnej, International Conference on Coordination Chemistry zorganizowanej w 1998 roku we Florencji, w której udział wzięło ponad 1000 osób. Dużą renomą cieszą się także Międzynarodowe Szkoły Chemii Koordynacyjnej organizowane w Karpaczu i Polanicy-Zdroju, na których kształci się nowe pokolenie chemików z wielu krajów. Konferencje stymulują rozwój badań, przyczyniają się do kształcenia specjalistów i ściągają corocznie do Polski wybitnych chemików z całego świata. Liczba publikacji polskich autorów w najbardziej prestiżowych czasopismach prezentujących rezultaty badań i osiągnięcia szeroko pojętej chemii nieorganicznej np. w Inorganic Chemistry, Organometallics, Journal of Chemical Society Dalton Transactions, Inorganica Chimica Acta i innych o podobnej randze przekracza 1,2 % i ustabilizowała się ostatnio na tym poziomie, co bez wątpienia potwierdza dobrą jakość warsztatu naukowego i świadczy o aktualności tematyki prac chemików zajmujących się chemią nieorganiczną.

            Warto podkreślić znaczący rozwój chemii ciała stałego, zwłaszcza w dziedzinie badań wysokosymetrycznych ferromagnetyków, supramoletularnych sieci spinowych, nowych materiałów dla optyki nieliniowej, badań z zakresu fotochemii, syntezy lotnych związków w celu otrzymywania cienkich warstw metali, badań układów zawierających tlenki metali przejściowych, roztworów stałych i reakcje w fazie stałej, opracowanie nowych technologii materiałów laserowych i materiałów nadprzewodzących (Wrocław, Kraków, Gdańsk, Toruń, Łódź, Szczecin).

       Na uwagę zasługuje rozwój chemii krzemianów w aspekcie badań strukturalnych szkieł oraz układów stanowiących podstawę technologii materiałów wiążących (Kraków). Duże znaczenie mają badania nad syntezą nowych materiałów szkieletowych (w tym zeolitów i nieorganicznych materiałów mezoporowatych) i ich właściwościami katalitycznymi (Kraków, Poznań).

     W Polsce obserwuje się dynamiczny rozwój chemii metaloorganicznej i katalizy homogenicznej. Badania te są atrakcyjne nie tylko z naukowego punktu widzenia. Rokują one nadzieję na ich praktyczne zastosowania, a tym samym zwiększają możliwość wykorzystania naukowych osiągnięć w praktyce. Chemią metaloorganiczną zajmują się akademickie ośrodki naukowe we Wrocławiu, Warszawie, Poznaniu, Gdańsku, Łodzi, Krakowie, Toruniu i Katowicach.

    Uzyskano już wiele ważnych wyników z punktu widzenia teorii i praktyki, m.in. odkryto niekowalencyjne słabe oddziaływania w istotny sposób wpływające na reaktywność związków metali grup głównych. Wykazano, że w wyniku bezpośredniego utlenienia za pomocą O2 związki glinoorganiczne tworzą alkilonadtlenki. Otrzymano nowe alumoksany. Zsyntetyzowano szereg związków niklu i tytanu, potencjalnych katalizatorów oligomeryzacji i polimeryzacji acetylenów (Warszawa, Wrocław). Otrzymano silikonowe materiały o własnościach ciekłokrystalicznych (Łódź) oraz związki krzemoorganiczne zawierające wiązanie krzem-siarka (Gdańsk) oraz zsyntetyzowano po raz pierwszy porfirynowe metaloorganiczne kompleksy niklu (Wrocław).

            O wysokim poziomie chemii metaloorganicznej i katalizy kompleksami metali świadczą organizowane w Polsce cyklicznie międzynarodowe konferencje jak np: Summer School on Coordination Chemistry, Winter School on Coordination Chemistry, International Conference on Progress in Inorganic and Organometallic Chemistry oraz  NATO Conference Advances Study Institute ROMP and Related Chemistry State or Art and Vision for the New Century (Wrocław), International Schools on Molecular Catalysis (Poznań) oraz Polish-Germany Colloquy on Organometallic Chemistry (Warszawa), a także zaproszenia do wygłoszenia wykładów na cyklicznych sympozjach International Conferences on Organometalic Chemistry i FECHEM Conferences on Organometallic Chemistry. Znacząca jest liczba jak i jakość prac publikowanych przez polskich uczonych w zagranicznych czasopismach metaloorganicznych Organometallics, Journal of. Organometallic Chemistry i Applied Organometallic Chemistry. Można zaobserwować obecnie pewne przesuniecie zainteresowań badawczych polskich uczonych z klasycznej już chemii metaloorganicznej do syntezy nowych materiałów o specyficznych właściwościach do wykorzystania np.: w biochemii i medycynie (chemia biometaloorganiczna) jak również w optyce nieliniowej.

            Kataliza homogeniczna wywodzi się w Polsce z koordynacyjnej chemii strukturalnej (Wrocław, Kraków, Poznań), podczas gdy w większości laboratoriów na świecie ten kierunek badań wywodzi się z chemii organicznej. Fakt ten zapewnił naszym chemikom lepsze przygotowanie do badań reaktywności centrów aktywnych na atomie metalu. Przykładem osiągnięć polskich uczonych w tej dziedzinie badań jest opracowanie w ciągu lat dziewięćdziesiątych 15 nowych technologii produkcji organosilanów oraz wdrożenie do produkcji kilku z nich w PIW UNISIL w Tarnowie (Poznań), co spotkało się z międzynarodowym zainteresowaniem. W ramach II Programu PHARE SCI-TECH utworzone zostało w Polsce Centrum Doskonałości Chemii Krzemu, w skład którego wchodzą UAM Poznań, CBMiM Łódź, Zakłady Chemiczne w Nowej Sarzynie oraz PIW UNISIL i Zakłady Azotowe w Tarnowie. Odkryto dwie reakcje kometatezy i sililującego sprzęgania olefin z winylosilanami katalizowane kompleksami rutenu i rodu pozwalające zsyntezować nienasycone molekularne i makromolekularne związki krzemoorganiczne o dużym potencjalnym zastosowaniu jako prekursory materiałów optoelektronicznych, ceramicznych i odczynniki do syntezy organicznej (Poznań). Prof. B.Marciniec otrzymał w 2001 roku nagrodę Premiera za wybitne osiągnięcie w tej dziedzinie.

     Opracowano nowe metody syntezy rozpuszczalnych w wodzie kompleksów rodowych, katalizatory procesów hydroformylacji, karbonylowania, uwodornienia i izomeryzacji. Badania strukturalne katalizatorów polimeryzacji a-olefin doprowadziły do wyjaśnienia budowy centrum chiralnego katalizatora.  Umożliwiło to otrzymanie szeregu nowych stereospecyficznych wysokoaktywnych katalizatorów, które testowane są obecnie na instalacji pilotowej  (Wrocław). Niestety polski przemysł jest nastawiony głównie na działalność odtwórczą i nie jest zainteresowany wdrożeniem technologii najnowszej generacji, które mogłyby konkurować na rynkach światowych. Nowoczesny przemysł chemiczny powszechnie wykorzystuje związki metaloorganiczne jako katalizatory wielu procesów chemicznych. Są wśród nich otrzymane w Polsce nowoczesne katalizatory do polimeryzacji i metatezy olefin, procesów hydroformylowania, składniki stabilizujące i antyutleniające stosowane w produkcji polimerów, nowoczesne dodatki do benzyn gotowe do wdrożenia. Bez badań podstawowych, aplikacyjnych i nowoczesnych metod syntezy związków metaloorganicznych nie można wyobrazić sobie rozwoju chemii i całej gospodarki narodowej. W tym celu zrealizowano grant zamawiany przez KBN: „Związki metaloorganiczne i koordynacyjne w syntezie nowych materiałów” dotyczący katalitycznej syntezy związków metaloorganicznych o potencjalnym znaczeniu technologicznym dla medycyny, farmacji, materiałów ceramicznych, optyki nieliniowej i innych.

            Obserwuje się także dynamiczny rozwój chemii bionieorganicznej zajmującej się rolą metali w biologii, medycynie i środowisku naturalnym, zjawiskami na poziomie molekularnym i inhibitorami ważnych procesów enzymatycznych.  Badania te rozwijają się głównie w silnych ośrodkach naukowych dysponujących odpowiednim warsztatem do badań skomplikowanych układów naturalnych oraz możliwościami przeprowadzenia badań na organizmach żywych (Wrocław, Poznań i Kraków).

      Poziom chemii bionieorganicznej, pomimo relatywnie skromnej reprezentacji, jest wysoki, o czym świadczy liczba publikacji w najlepszych czasopismach na świecie. Podkreślić tu należy dynamikę rozwoju wyrażoną ilościowo wzrostem liczby prac polskich bionieorganików w prestiżowym czasopiśmie - Journal of Inorganic Biochemistry. W latach 1994-1997 procentowy udział autorów z Polski wynosił 1,4 % , zaś w okresie 1998-2000 wzrósł do 3,6 %. Do najważniejszych osiągnięć poznawczych należy zaliczyć otrzymanie porfiryn i metaloporfiryn o strukturze molekularnej i elektronowej, zdecydowanie odmiennych w porównaniu z porfiryną występującą w układach naturalnych. Badania te doprowadziły do odkrycia wyjątkowego izomeru porfiryny, noszącego obecnie nazwę „odwróconej” porfiryny lub karboporfiryny. Prace te umożliwiły głęboką przebudowę pierścienia porfirynowego stosowanego jako platformy do „nietypowej” chemii metaloorganicznej, co uznano w literaturze światowej za istotny wkład do poznania podstaw chemii porfiryn (Wrocław).  Za odkrycie to w 1998 roku profesor Lechosław Latos-Grażyński z Wrocławia otrzymał Nagrodę Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej.

   Podjęto również badania mechanizmów karcenogenezy niklowej i zaproponowano sposoby kompleksowania Ni(II) przez białka jądrowe i mechanizm oksydatywnego uszkodzenia DNA przez związki niklu. Wyjaśniono mechanizm specyficznego wiązania jonów miedzi przez peptyd i fragment białka amyloidowego związanego z rozwojem choroby Alzheimera. Odkryto niezwykłe właściwości wiążące bisfosfonianów w stosunku do jonów Al(III) i Fe(III) (Wrocław). Otrzymano szereg nowych modelowych kompleksów siarkowych żelaza, wanadu i niklu aktywnych w procesie wiązania i redukcji cząsteczki azotu molekularnego do amoniaku i hydrazyny oraz H+ do H2 (Wrocław). Dokonano interpretacji widm ramanowskich hemoglobiny w oparciu o specyficznie deuterowane hemy. Badano wpływ metali na chemię i biochemię tlenku azotu. Stosując wysokociśnieniową, nanosekundową fotolizę laserową wyznaczono zależności ciśnieniowe stałych szybkości i stałych równowagi uwalniania NO i NO3- przez wybrane kompleksy M(II/III) (M = Fe, Ru, Co). (Kraków). Otrzymano heterordzeniowe makrocykliczne kompleksy metali z zasadami Schiffa, a także  określono charakter oddziaływań w układach jonów metali z poliaminami oraz fragmentami kwasów nukleinowych w aspekcie procesów transferu informacji genetycznych (Poznań). Badania nad właściwościami kompleksów z ligandami o znaczeniu biologicznym i ich roli w organizmach żywych prowadzono również w ośrodkach w Łodzi, Toruniu i Siedlcach.

            Badaniami nad związkami kompleksowymi zajmują się ośrodki w Katowicach, Gdańsku, Wrocławiu, Lublinie, Toruniu, Bydgoszczy, Łodzi, Krakowa czy Poznaniu prowadząc w szerokim froncie prace nad reaktywnością, rozdziałem, kinetyką, zastosowaniami w analizie chemicznej oraz strukturą związków kompleksowych. Oceniając istotne w szeregu przypadków dokonania naukowe, odczuwa się jednak brak prób korelacji, czy współpracy na tym polu, co być może dokona się w przyszłości po włączeniu się do programów ramowych Unii Europejskiej.

    Do tradycyjnych gałęzi polskiej chemii nieorganicznej należy chemia pierwiastków ziem rzadkich i aktynowców. Prowadzone są intensywne badania nad syntezą nowych kompleksów lantanowców, metodami rozdziału, określeniem ich właściwości optycznych, magnetycznych i spektroskopowych oraz zastosowaniem w diagnostyce medycznej (Wrocław, Warszawa, Lublin, Łódź, Poznań, Rzeszów). Opracowano bazujące na ekstrakcji i wymianie jonowej nowe metody separacji pierwiastków ziem rzadkich (Lublin), oceniono właściwości emisyjne kompleksów lantanowców wykazujących efekt antenowy, unieruchomionych w matrycach zol-żel, jako materiałów luminezujących (Poznań).

     Z przedstawionych powyżej faktów wynika, że poszukiwania naukowe uczonych zajmujących się w Polsce chemią nieorganiczną koncentrują się na wybranych, pozostających w nurcie badawczym, najważniejszych problemach współczesnej chemii. Wynika to jednoznacznie z porównania dokonań z laboratoriów krajowych w stosunku do wyników zagranicznych. Rezultaty polskich uczonych osiągają poziom prac z wysoko rozwiniętych krajów świata, o czym świadczy zarówno ilość i jakość publikacji, zakres współpracy międzynarodowej, aktywny udział w konferencjach, czy członkostwo w radach redakcyjnych najważniejszych czasopism chemicznych.

    O pozycji chemii nieorganicznej w Polsce na tle poziomu światowego świadczy udział polskich autorów w publikacjach wybranych czasopism międzynarodowych w latach 1994-2000.

Procentowy udział polskich autorów w czasopismach chemii nieorganicznej

Czasopismo

%

  Inorg. Chem.

0,7

  Inorg. Chim. Acta

1.0

  J. Chem. Soc., Dalton Transactions

1,7

  J. Inorg. Biochem.

2.2

  J. Organomet. Chem.

1,7

 

2. Chemia organiczna

 

Andrzej Jończyk - Politechnika Warszawska

Grzegorz Mlostoń - Uniwersytet Łódzki

Jacek Skarżewski - Politechnika Wrocławska

Chemia organiczna, ściśle powiązana z chemią bioorganiczną, stanowią rozległy obszar badań chemicznych uprawianych w ponad 50 jednostkach naukowych zlokalizowanych na niemal wszystkich państwowych uczelniach wyższych, 3 instytutach PAN oraz w wielu instytutach resortowych. Bardziej szczegółowy wykaz kierunków prowadzonych badań ze wskazaniem najbardziej reprezentatywnych ośrodków zawiera aneks. Całościowa ocena poziomu badań z zakresu chemii organicznej w Polsce jest utrudniona- m.in. z tego powodu, że wiele prowadzonych prac dotyczy tematyki realizowanej na jej pograniczu z pokrewnymi dziedzinami, takimi jak chemia metaloorganiczna, koordynacyjna, spektroskopia, chemia teoretyczna oraz biochemia. Celowe jest natomiast dokonanie próby oceny poprzez porównanie krajowych osiągnięć z wynikami ujętymi globalnie, w skali międzynarodowej. Podstawą takiej oceny może być analiza rozwijanych kierunków oraz udział polskich placówek w tworzeniu światowego dorobku badawczego w zakresie chemii organicznej.

 

Do wyróżniających się kierunków badań należy zaliczyć:

 

Warto zaznaczyć, że niektóre z wymienionych kierunków badań, np. kataliza przeniesienia międzyfazowego (PTC)(M. Mąkosza) lub stereochemia związków fosforo- i siarko-organicznych (J. Michalski, M. Mikołajczyk, W. Stec) oraz synteza organiczna z wykorzystaniem wysokich ciśnień (J. Jurczak) stały się uznanymi na świecie polskimi specjalnościami, które znalazły trwałe miejsce w opracowaniach monograficznych oraz nowoczesnych podręcznikach chemii organicznej.

Prace badawcze prowadzone są samodzielnie lub przy współpracy z placówkami krajowymi, a także z ośrodkami zagranicznymi, rozmieszczonymi na wszystkich kontynentach. Ilość zagranicznych placówek, włączonych w realizację wspólnych projektów badawczych można ocenić na ok. 200. Najszerzej rozwinięte są kontakty naukowe z instytucjami zlokalizowanymi w krajach Europy Zachodniej (Niemcy, Francja, Anglia, Szwajcaria, Włochy), USA i Japonii, a znacznie mniej liczne są obecnie kontakty z instytucjami Czech, Ukrainy i Rosji. Wśród znanych na całym świecie placówek badawczych, z którymi polskie instytuty posiadają wieloletnie umowy o współpracy oraz  można wymienić Institute de Chimie Substances Naturelles du CNRS w Gif-sur-Yvette (Francja) oraz National Institute of Health w Bethesda (USA) oraz liczne instytuty uczelniane zlokalizowane w wielu krajach świata. Do postępów badań prowadzonych w Polsce przyczynia się też obecność obcokrajowców – doktorantów i stażystów. Wybór przez nich krajowych laboratoriów dowodzi dobrego poziomu badań i międzynarodowej renomy chemików.

Polscy chemicy-organicy byli w latach 90-tych wielokrotnie zapraszani do wygłaszania referatów plenarnych oraz sekcyjnych (invited lectures) na różnorodnych konferencjach międzynarodowych, a także zapraszano ich do przewodniczenia obradom. Dowodem wysokiego uznania dla polskich osiągnięć w zakresie chemii organicznej było powierzenie organizacji 9-th European Symposium on Organie Chemistry (Warszawa 1995) oraz 13-th International Conference on Organic Synthesis (Warszawa 2000).

Polscy chemicy-organicy uzyskali w ostatnich latach honorowe doktoraty uczelni krajowych i zagranicznych: prof. M. Mąkosza (Warszawa), 2 razy za granicą oraz l raz w kraju, prof. R. Bartnik (Łódź) l raz za granicą oraz stali się członkami zagranicznych Akademii Nauk, prof. J. Michalski (Łódź), Francuska Akademia Nauk oraz Berlińsko-Brandenburska A. N., prof. M. Mikołajczyk (Łódź), Niemiecka Akademia Nauk Przyrodniczych „Leopoldina". Innymi dowodami uznania polskich osiągnięć w zakresie chemii organicznej są przyznane w latach 1995-97 prestiżowe zagraniczne nagrody i wyróżnienia, m.in. honorowe wykłady w Niemczech i Francji (prof M. Mąkosza); Nagroda Naukowa Fundacji im. A, Humboldta (prof. prof. M. Mąkosza, M. Mikołajczyk, J, Michalski), złoty medal World Intellectual Property Organization (Genewa) (prof W. Stec), Złoty Medal Czecho-Słowackiej Akademii Nauk im. Heyrovsky'ego (prof. prof. W. Daniewski, J. Wicha). Polscy przedstawiciele, specjaliści w zakresie chemii organicznej, pełnią różnorodne funkcje w międzynarodowych organizacjach naukowych oraz stałych komisjach organizacyjnych znanych konferencji międzynarodowych (ICOCS, ESOC).

Polscy naukowcy są członkami Komitetów Redakcyjnych wielu czasopism o najwyższej, międzynarodowej renomie. Spośród licznych tytułów można wymienić tak uznane periodyki, jak: Tetrahedron, Telrahedron Letters, Tetrahedron Asymmetry, Chemistry - A European Journal, Synlett, Chemical Communications, Heteroatomic Chemistry, Phosphorus, Sulfur, Silicon and Related Elements, J. Phys. Org. Chem.

Dokładne ustalenie liczby wszystkich prac z dziedziny chemii organicznej, opublikowanych przez polskich autorów w ostatnich 10 latach jest trudne. Pewnym miernikiem aktywności w publikowaniu wyników własnych badań jest liczba prac zamieszczonych w kilku, bardzo znanych czasopismach, posiadających podstawowe znaczenie dla popularyzacji osiągnięć o znaczeniu międzynarodowym. Dokonana analiza wykazała, że ilości publikacji opracowanych przez polskich chemików organików lub powstałych przy ich aktywnym współudziale w latach 1991-2000 wynosiły: Angew. Chem. – 21 (0,61%), J. Am. Chem. Soc. – 103 (0,46%), J. Org. Chem. – 120 (0,76%), Chem. Commun. - 40 (0,65%), J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 – 27 (0,51%), J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 – 105 (2.65%), Synlett – 40 (0,91%), Synthesis – 63 (2,10%), Tetrahedron - 203 (0,85%), Tetrahedron Lett. – 147 (0,63%),  Tetrahedron: Asymmetry – 112 (2,64%). Procentowy udział prac polskich autorów (w nawiasach) w najlepszych czasopismach poświęconych syntezie jest bardzo wysoki, a udział w pracach nad syntezą związków nieracemicznych w ostatnich dziesięciu latach uległ podwojeniu.

Współczesna tematyka badań prowadzonych w licznych zespołach oraz aktywny udział w rozwijaniu dziedziny chemii organicznej pozwalają na stwierdzenie, że w wielu ważnych obszarach badawczych został osiągnięty znaczący postęp, porównywalny z placówkami pracującymi w krajach wysoko rozwiniętych. Taka ocena jest możliwa pomimo, że badania w polskich laboratoriach, często niewystarczająco wyposażonych w potrzebną aparaturę badawczą, prowadzone są przy nieporównywalnie mniejszych nakładach finansowych i przy udziale znacznie mniejszych zespołów badawczych.

 

GŁÓWNE KIERUNKI BADAŃ

 

Chemia organiczna

Synteza organiczna - badania o charakterze podstawowym: nowe reakcje, reagenty, katalizatory i metody syntezy organicznej (Łódź, Warszawa); synteza stereokontrolowana, synteza asymetryczna (najszybszy wzrost ilości prac w ostatnich 2 latach, Warszawa, Łódź, Poznań, Gdańsk, Wrocław); chemia połączeń heteroorganicznych, w szczególności związ­ków fosforu, siarki, selenu, boru, krzemu i fluoru (Łódź, Poznań, Toruń, Wrocław); chemia związków aromatycznych, heteroaromatycznych i heterocyklicznych (Gliwi­ce, Łódź, Kraków, Siedlce, Szczecin, Warszawa); chemia związków makrocyklicznych (Gdańsk, Wrocław, Gliwice, War­szawa); chemia kombinatoryjna (Poznań); specjalne techniki w syntezie organicz­nej: kataliza przeniesienia międzyfazowego, kataliza heterogeniczna, kataliza enancjoselektywna, biokataliza, metody wyso­kociśnieniowe, metody fotochemiczne, techniki sonochemiczne, techniki mikrofalo­we, piroliza próżniowa (Gliwice, Łódź, Poznań, Warszawa, Wrocław);

- badania o charakterze aplikacyjnym: otrzymywanie związków o spodziewanej czynności biologicznej, w tym inhibitorów enzymów (Białystok, Gdańsk, Łódź, Poznań, Toruń, Warszawa, Wrocław); opracowanie syntez leków, potencjalnych leków i kluczowych półproduktów (Warszawa); synteza środków zapachowych (Łódź); materiałów wysokoenergetycznych (Gliwice, Warszawa).

Badania mechanizmów reakcji organicznych: reaktywne związki przejściowe -karbaoaniony, karbeny, nitreny, wolne rodniki oraz ylidy (Łódź, Warszawa); związki metaloorganiczne (Poznań, Wrocław); reakcje peri-cykliczne (Łódź, Szczecin, Warszawa); analiza konformacyjna (Łódź, Poznań, War­szawa).

Badania strukturalne: spektroskopia rezonansowa (Łódź, Poznań, Warszawa, Wrocław);

spektroskopia optyczna (Warszawa, Wrocław); spektrografia masowa (Łódź, Warszawa): metody chiralooptyczne (Poznań, Warszawa); analiza rentgenostrukturalna (Kraków, Łódź, Poznań, Warszawa, Wrocław); techniki chromatograficzne (Gdańsk, Katowice, Lublin, Warszawa).

 

Synteza i badania produktów naturalnych oraz ich analogów: aminokwasy, peptydy, polipeptydy (Gdańsk, Łódź, Poznań); cukry proste i złożone (Gliwice, Warszawa, Gdańsk,); terpeny (Toruń, Warszawa); steroidy (Warszawa, Białystok); nukleozydy, nukleotydy i oligonukleotydy (Łódź, Poznań); fosforany nukleozydowe i ich analogi (Łódź); kwasy nukleinowe (Łódź, Poznań)

 

NAJWAŻNIEJSZE OSIĄGNIĘCIA

Opracowanie wysoce stereoselektywnych [2+2] cykloaddycji izocyjanianu do chiralnych eterów winylowych; synteza kalisteroli; opracowanie niskotemperaturowej metody otrzymywania metali na nośnikach; opracowanie warunków stereoselektywnych syntez z udziałem pochodnych (2R)-bornano-10,2-sultamu; opracowanie metody oksydatywnego podstawienia wodoru w nitroarenach; opracowanie syntezy 1,2-dipodstawionych cyklopropenów w warunkach katalizy przeniesienia międzyfazowego; opracowanie metody badania przegrupowań sigmatropowych ylidów amoniowych z wykorzystaniem soli amoniowych znaczonych izotopem węgla 13C i spektroskopii 13C NMR (Warszawa); nowe strategie i syntezy biologicznie aktywnych cyklopentanonów i cyklopentenonów; nowa strategia syntezy fosfonianów w oparciu o reakcje rodników węglowych podstawionych fosforem z alkenami; nowa metoda syntezy fosforanów nukleozydowych oraz ich strukturalnych analogów; opracowanie syntezy układów poliheterocyklicznych; opracowanie wydajnych metod syntezy pochodnych kwasów aminofosfonowych oraz totalnej syntezy enancjomerycznych form neplanocyny (Łódź); opracowanie syntez nowych środków antwirusowych; opracowanie nowych metod syntezy nukleozydów i ich analogów; udoskonalenie chemicznej syntezy kwsów rybo- i dezoksyrybonukleinowych; rozwinięcie metody syntezy oligonukleotydów przy użyciu H-fosfonianów nukleozydów; zastosowanie metod kombinatoryjnych w chemii kwasów nukleinowych, rozwiązanie metodami rentgenostrukturalnymi struktury krystalicznnej ludzkiej cystatyny C; odkrycie reakcji katalitycznego sprzęgania olefin z winylosilanami i metatezy krzyżowej ze związkami zawierającymi grupę winylowa przy atomie krzemu oraz ustalenie ogólnego schematu katalizy kompleksami metali w chemii związków krzemoorganicznych (Poznań); przeka­zanie do badań klinicznych związku o silnym działaniu przeciwnowotworowym (Gdańsk); opracowanie pierwszej metody katalitycznego monohydroborowania sprzężonych dienów; opracowanie syntezy nowych, wysoce reaktywnych adduktów boranu z aminami (Toruń).


 

3. CHEMIA FIZYCZNA

 

Zbigniew Adamczyk - Insytut. Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN, Kraków

Anna Grabowska - Instytut Chemii Fizycznej PAN, Warszawa

 

 

Zestawienie głównych kierunków badań

 

Chemia teoretyczna i kwantowa

(Białystok, Katowice, Kraków, Lublin, Łódź, Poznań, Toruń, Warszawa, Wrocław)

Adsorpcja na powierzchniach heterogenicznych, analiza podatnościowa reaktywności chemicznej, fale chemiczne, jądrowe momenty kwadrupolowe, kwantowo-chemiczna teoria oddziaływań międzycząsteczkowych i wartościowości, kwantowa teoria ciał stałych, kwantowa dynamika cząsteczek i kompleksów molekularnych, mechanika statystyczna roztworów i równowagowych przejść fazowych, spektroskopia molekularna, struktury molekuł, teoria funkcjonału gęstości, stochastyczna teoria reakcji chemicznych i zjawisk transportowych, teoretyczny opis powierzchni metali i granicy faz, opis nieliniowych właściwości atomów i molekuł, teoria płynów, teoria klasterów molekularnych i metalicznych, teoretyczna analiza widm rentgenowskich w zjawiskach zderzeniowych, teoretyczna analiza rezonansowe rozproszenia Ramana, dichroizmu kołowego (CD), magnetycznego wibracyjnego dichroizmu kołowego (MVCD), półprzewodniki organiczne, stabilność molekuł dwuatomowych i jonów molekularnych, modelowanie numeryczne: oddziaływań cząsteczek z klasterami, procesów adsorpcji odwracalnej na powierzchniach heterogenicznych, procesów adsorpcji nieodwracalnej i fluktuacji gęstości, struktur cząsteczkowych (protein), układów polimerowych i biopolimerowych, zjawisk transportowych (dyfuzji), dynamika molekularna i Brownowska procesów radiacyjnych.

 

            Chemia radiacyjna, radiochemia, chemia izotopów

(Lublin, Łódź, Opole, Warszawa)

Akceleratorowa dozymetria procesowa, chemia pierwiastków transuranowych i lantanowców, chemia elektronu stabilizowanego, efekty izotopowe w reakcjach chemicznych, indukowana radiacyjnie aglomeracja klasterów metalicznych, niskotemperaturowa radioliza impulsowa i stacjonarna, obieg metali promieniotwórczych, oddziaływania wiązek plazmowo-jonowych z powierzchniami, procesy radiacyjne w sitach  molekularnych i polipeptydowych, procesy postradiacyjne, radiometryczne wyznaczanie kinetyki adsorpcji, radiacyjne defekty sieci, stany wzbudzone i produkty przejściowe w napromieniowanych materiałach, radiochemiczne aspekty ochrony środowiska.

            Chemia supramolekularna i związków wysokocząsteczkowych

(Częstochowa, Gdańsk, Gliwice, Katowice, Kraków, Łódź, Opole, Toruń, Warszawa, Zabrze)

Architektura makrocząsteczek, chemia kompleksów supramolekularnych: synteza, struktura, chemia makrocyklicznych jonoforów, fizykochemia i synteza  polimerów o założonej strukturze, mechanizm polimeryzacji związków heteroorganicznych, membrany polimerowe, polimery przewodzące, polimeryzacja jonowa, polikondensacja, półprzewodniki wielkocząsteczkowe, sprzężone reakcje red-ox w różnoligandowych kompleksach metali, synteza heteropolimerów, stabilizacja polimerów, termo- i fotodegradacja polimerów, termodynamika polimerów, układy micelarne i samoorganizujące się, separacja kinetyczna enancjomerów, właściwości reologiczne badania reologiczne.

 

Elektrochemia

(Białystok,Gdańsk, Gliwice, Kraków, Lublin, Łódź, Poznań, Siedlce, Warszawa,

Wrocław, Zabrze)

Elektrochemia: błon komórkowych, fullerenów, kompleksów, polimerów przewodzących, soli stopionych, elektrochemiluminescencja, elektrochemiczna polimeryzacja i synteza, elektrochemiczna tunelowa mikroskopia skaningowa, elektrochemiczne układy wysokotemperaturowe, elektrokataliza i sensoryka elektrochemiczna, elektrorafinacja, elektryczna warstwa podwójna, elektrolity polimeryczne, elektrody: jonoselektywne, membranowe, monokrystaliczne, wieloskładnikowe dla ogniw paliwowych, mikroelektrody, elektrosorpcja, kinetyka elektroutleniania, konduktometria w roztworach niewodnych, korozja elektrochemiczna, mechanizmy i kinetyka reakcji elektrodowych, ogniwa fotowoltaiczne, procesy galwaniczne, transport ładunku w zamrożonych elektrolitach, termodynamika ogniw i niewodnych roztworów elektrolitów, utlenianie elektrochemiczne w rozpuszczalnikach niewodnych.

 

Fizykochemia ciała stałego

(Gdańsk, Łódź, Kraków, Opole, Poznań, Warszawa, Wrocław)

Dyfuzja wzajemna w roztworach stałych, fizykochemia monokryształów, fizykochemia granic fazowych w tlenkach, kinetyka i mechanizm przemian fazowych, kinetyka i termodynamika dyfuzji w tlenkach i  siarczkach metali  przejściowych, mechanizmy korozji, półprzewodnikowe sensory gazów, reakcje chemiczne w fazie stałej, przejścia fazowe w ferroelektrykach i kryształach z wiązaniami wodorowymi, nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe, nowe materiały nadprzewodzące (ceramiczne), struktura i termodynamika defektów jonowych i elektronowych, struktura magnetyków                         f-elektronowych, struktura metali i ich wodorków, właściwości  półprzewodnikowe tlenków metali, wysokorozdzielcza analiza rentgenowska.

 

Fizykochemia powierzchni i układów koloidalnych

(Gdańsk, Gliwice, Kraków, Lublin, Siedlce, Toruń, Warszawa, Wrocław)

Adsorpcja z fazy ciekłej i gazowej: surfaktantów, polimerów, protein, koloidów, adsorbcja wodoru, analiza powierzchni przy użyciu spektroskopii elektronów z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji, chromatografia, dynamika granic międzyfazowych, energia swobodna i kalorymetria w procesach adsorpcji, ciekłe kryształy, elastyczność powierzchniowa i stabilność pian, emulsje, kinetyka adsorpcji, mikroskopia sił atomowych i mikroskopia tunelowa, napięcia międzyfazowe, monowarstwy nanocząstek koloidalnych, monowarstwy Langmuira-Blodgett, nanokompozyty biokompatybilne, nanostruktury, polimorfizm mieszanin ciekłokrystalicznych, synteza i fizykochemia nowych zeolitów, membrany polimeryczne i zjawiska transportowe, przejścia fazowe zol-żel, napięcie międzyfazowe i kąty zwilżania, stabilność układów koloidalnych i zdyspergowanych, struktury nanokrystaliczne, separacja w układach trójfazowych, termodynamika cienkich filmów metalicznych, układy fraktalne micelarne i samoorganizujące, właściwości reologiczne suspensji, zjawiska elektrokinetyczne, zjawiska transportowe w zawiesinach

Fotochemia i spektroskopia

(Gdańsk, Kraków, Łódź, Poznań, Siedlce, Warszawa, Wrocław)

Fizykochemia stanów  wzbudzonych: molekuł i indywiduów przejściowych, fotochemia związków koordynacyjnych, fotochemia i fotofizyka w femto- i pikosekundowej skali czasu, kinetyka reakcji w fotoindukowanych stanach wzbudzonych, magazynowanie energii, mechanizm i kinetyka reakcji w zakresie wysokich energii, nowe kryształy laserujące, reakcje przeniesienia elektronu w związkach siarki, reaktywność chemiczna cząsteczek wzbudzonych, sondy fluorescencyjne w badaniach kwasów nukleinowych, spektroskopia i kinetyka pojedyńczych cząsteczek w wiązkach molekularnych i matrycach z gazów szlachetnych, elektrochemiluminescencja, spektroskopia: w podczerwieni, laserowa, ramanowska, spektroskopia wiązania wodorowego, spektroskopia połączeń metali d- i f-elektronowych, synteza fotochemiczna, ultraszybkie przenoszenie elektronu i dynamika solwatacji, spektroskopia cząsteczek biologicznych.

Kataliza heterogeniczna, homogeniczna, enzymatyczna, kinetyka chemiczna

            (Gdańsk, Gliwice, Kraków, Lublin, Łódź, Opole, Poznań, Toruń, Warszawa,

Wrocław, Zabrze)

Katalizatory dla ogniw paliwowych, kataliza hetero- i homogeniczna, kataliza enzymatyczna w układach membranowych, katalityczne procesy red-ox, kinetyka reakcji heterogenicznych, katalityczne utlenianie węglowodorów, mechanizmy procesów biokatalitycznych, mechanizmy reakcji przeniesienia protonu, elektronu i grupy metylowej w roztworach, mechanizmy reakcji enzymatycznych – efekty izotopowe, procesy denox, nośniki binarne dla katalizatorów wysokotemperaturowych,  sita molekularne (zeolity), synteza nowych materiałów katalitycznych: supramolekularnych kompleksów metali alkalicznych, heteropolikwasów, podpieranych montmorillonitów, zeolitów, tlenków metali na nośnikach, selektywne utlenianie odwodarniające, struktura i fizykochemia metali przejściowych na podłożach tlenkowych, utleniające odwodornienie węglowodorów, utleniające sprzęganie metanu,  właściwości  powierzchniowe tlenków metali, związki koordynacyjne w katalizie homogenicznej.

Fizykochemia materiałów węglowych

(Gliwice, Poznań, Toruń)

Adsorbenty węglowe, adsorpcja i fizykochemia zjawisk powierzchniowych, bazy i banki danych własności fizykochemicznych związków węgla i ich mieszanin, metody analiz materiałów węglowych, termodynamika procesów adsorpcyjnych i katalitycznych, efekty energetyczne i spektralne, zastosowanie materiałów węglowych do budowy sensorów, nośników katalizatorów i materiałów elektrodowych do procesów elektrokatalitycznych.

 

2. Najważniejsze osiągnięcia:

Prace teoretyczne

Chemia teoretyczna i kwantowa

·         opracowanie metody umożliwiającej otrzymanie równania Schrodingera dla H3+ z dokładnością rzędu nano Hartree (Poznań)

·         sformułowanie nowych wyrażeń na potencjał korelacyjny (Warszawa)

·         stworzenie nowego opisu reaktywności chemicznej „Charge Sensitivity Analysis” (Kraków)

 

Fizykochemia powierzchni i układów koloidalnych

·         nowa teoria kinetyki adsorpcji gazów na energetycznie niejednorodnych powierzchniach ciał stałych  (Lublin)

·         opracowanie nowej nieaddytywnej parametryzacji pola siłowego AMBER z zastosowaniem do obliczania konformacji białek i kwasów nukleinowych (Warszawa)

·         uogólnienie  metody  Derjaguina  wyznaczania oddziaływań elektrostatycznych na układy cząstek  niekulistych (Kraków)

 

Prace doświadczalne

·         odkrycie, zbadanie struktury i mechanizmu działania nowych bimetalicznych katalizatorów zawierających metale  bloków d i p   (Wrocław)

·         odkrycie i ustalenie struktury klastrów wody, (H2O)n  n = 7-9  (Warszawa)

·         określenie struktury kryształów przewodników superjonowych i mechanizmu ich przewodnictwa (Wrocław)

·         opracowanie metody modyfikacji powierzchni ceramicznych – nowe nanokompozyty (Łódź)

·         otrzymanie grupy nowych poli(fosforanów alkilenowych) stosowanych jako membrany ciekłe (Łódź)

·         otrzymanie nowych efektywnych fotosensybilizatorów polimerowych (Kraków)

·         otrzymanie nowych  kopolimerów blokowych zawierających  fragmenty   strukturalne naturalnych poliestrów alifatycznych (Zabrze)

·         synteza nowych ferroelektryków na bazie wodoroselenianów (Wrocław)

·         uzyskanie po raz pierwszy akcji laserowej w monokryształach YVO4Er3+ (Wrocław)

·         wyjaśnienie mechanizmu anionowej polimeryzacji metakrylanu metylu inicjowanej supramo-lekularnymi kompleksami potasu  i stopu K-Na  (Zabrze)

·         wynalezienie i synteza unikatowych układów  molekularnych  wykazujących  wysoką efektywność wzbudzenia w procesach elektrochemiluminescencji (Warszawa)

·         wyznaczanie struktury i rozkładu kationowych klasterów srebra w zeolitach (Warszawa)

·         wyjaśnienie mechanizmu przemian fazowych w  kryształach wolframianów i molibdenianów: rola niestabilności fononów w sieci związanych z translacją kationów  (Wrocław)

·         wykrycie nowych rodzajów efektu izotopowego w  wiązaniu wodorowym, tzw. efektów izotopowych dalekiego zasięgu (Katowice)

·         zastosowanie usieciowanego węgla szklistego do elektroosadzania przewodzących polimerów (Warszawa)

·         znalezienie i opracowanie  elektrochemicznego  modelu samoorganizacji materii – oscylacji chemicznych  (Warszawa)

Nowe metodyki badań

·         konstrukcja, budowa i zastosowanie elektrochemicznego tunelowego mikroskopu skaningowego (Łódź)

·         modernizacja układu HPLC z detektorem emisyjnym jako narzędzia badania ultrasłabych emisji (Poznań)

·         nowa metoda badania fluorescencji pojedynczych cząsteczek (Warszawa)

·         opracowanie metod otrzymywania czteroskładnikowych monokryształów o strukturze spinelowej (Katowice)

·         opracowanie metody otrzymywania nowoczesnych materiałów ceramicznych, m.in. układów bioceramicznych, nadprzewodników wysokotemperaturowych i katalizatorów do ogniw paliwowych (Warszawa)

·         opracowanie nowych impulsowych technik badawczych: radiolizy, fotolizy laserowej oraz spektroskopii Ramana (rozdzielczość piko- i femtosekundowa) (Łódź)

·         zaprojektowanie i konstrukcja zestawu do pomiaru prędkości fali ultradźwiękowej w cieczach w funkcji ciśnienia  (Katowice)

Zastosowania:

·         opis zjawisk kondensacji wilgoci i  opracowanie metody  zabezpieczenia  przed niszczeniem kopalni soli w Wieliczce (Kraków)

·         opracowanie katalitycznej  metody  oczyszczania  przemysłowych  gazów odlotowych  przy użyciu reaktora rewersyjnego (Kraków)

·         opracowanie sposobu wytwarzania sadzy o zwiększonej   ilości centrów aktywnych; stwierdzenie efektu nadprzewodnictwa  (Gliwice)

·         opracowanie  technologii i  budowa  instalacji pilotowej do usuwania SOx i NOx z gazów odlotowych przy wykorzystaniu energii wiązek elektronowych (Warszawa)

·         opracowanie technologii i wykonanie światłowodu side-hole HB (Lublin)

·         opracowanie technologii wytwarzania spoiwa krzemianowego dla odlewnictwa precyzyjnego (Kraków)

·         wyjaśnienie mechanizmu erozji sztucznych marmurów (Kraków)

·         zastosowanie analizy aktywacyjnej i autoradiografii do identyfikacji i konserwatorskiej oceny obiektów muzealnych (Warszawa)


 

Tabela 1

 

UDZIAŁ PRAC POLSKICH AUTORÓW W WYBRANYCH CZASOPISMACH

 

CZASOPISMO

Liczba publikacji

1995-1997 [%]

Liczba publikacji

1998-2000 [%]

Advances in Colloid and Interface Science

  3/108                2,8

 5/109                4,6

Colloids and Surfaces

 37/969               3,8

61/1443             4,2

Journal of Colloid and Interface Science

 67/1011             6,6

70/1897             3,7

Journal of Molecular Catalysis A

 35/1010             3,5

28/930               3,0

Surface Science

 50/3306             1,5

47/2814             1,7

Journal of the Chemical Society Faraday Transactions

 49/2072             2,4

23/549(98’)       4,2

The Journal of Chemical Physics B

129/6771            1,8

88/2427(98’)     3,6

Journal of Physical Chemistry

104/8174            1,3

12/1023(98’)     1,2

 

Tabela 2

 

UDZIAŁ PRAC POLSKICH AUTORÓW W WYBRANYCH CZASOPISMACH

LATA  1995-2000

 

 

Czasopismo

Sredni

Impact Factor FACTOR

( IF )

Liczba publikacji

Udział

[%]

Advances in Colloid and Interface Science

2,4

8/217

3,7

Colloids and Surfaces

 1,16

98/2412

4,1

Journal of Colloid and Interface Science

 1,66

137/2908

4,7

Journal of Molecular Catalysis A

 1,52

63/1940

   3,25

Surface Science

2,2

97/612O

1,6

Journal of the Chemical Society Faraday Transactions

1,6

72/2621

 2,75

The Journal of Chemical Physics B

3,2

217/9198

2,7

Journal of Physical Chemistry

2,4

122/9197

1,3

 


 

4. Chemia i fizykochemia polimerów

Andrzej Duda – Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN, Łódź

Zbigniew Florjańczyk - Politechnika Warszawska

 

Chemia i fizykochemia polimerów stanowią fundament  interdyscyplinarnej dziedziny nazywanej  nauką o polimerach. Obejmuje ona wszystkie obszary badań związane z syntezą i charakterystyką organicznych związków wielkocząsteczkowych i otrzymywanych z nich materiałów. W Polsce jest  uprawiana w 24 Uczelniach , 4 placówkach PAN oraz 5 Instytutach przemysłowych przez około 500 osób, w tym 45 profesorów tytularnych i 60 dr hab. Najliczniejsze zespoły skupione są w Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych (CBMiM) PAN w Łodzi, Centrum Chemii  Polimerów (CChP) PAN w Zabrzu, Instytucie Chemii Przemysłowej (IChP) w Warszawie oraz Politechnikach: Łódzkiej, Szczecińskiej, Warszawskiej i Wrocławskiej.

Do wiodących kierunków badawczych w zakresie nauki o polimerach można zaliczyć:

-         studia nad mechanizmami procesów polimeryzacji i   metodami syntezy polimerów o precyzyjnie kontrolowanej strukturze łańcucha 

-         syntezę i charakterystykę polimerów specjalnych niezbędnych dla rozwoju  nowoczesnych materiałów i technologii.

-         modelowanie i kształtowanie struktur nadcząsteczkowych makromolekuł  oraz ustalanie relacji pomiędzy sposobem ich organizacji  a właściwościami fizycznymi i technicznymi materiałów polimerowych

-         poszukiwania nowych  procesów i materiałów polimerowych przyjaznych dla środowiska

Powszechnie uznaną w świecie polską specjalnością w dziedzinie   chemii polimerów są badania nad mechanizmami procesów polimeryzacji. W ostatnich sześciu latach   szczególnie cenne rezultaty osiągnięto w badaniach  przemian monomerów heterocyklicznych. Prace prowadzone w kilku zespołach  z CBMiM  PAN w Łodzi pozwoliły sformułować powszechnie już akceptowany mechanizm polimeryzacji kationowej oksiranów z centrami aktywnymi zlokalizowanymi na cząsteczkach monomeru, jednolitą teorię kinetyczną koordynacyjnej polimeryzacji cyklicznych estrów oraz opracować modele teoretyczne i praktyczne metody syntezy polimerów siloksanowych o różnych strukturach łańcucha głównego i precyzyjnie rozmieszczonych grupach funkcyjnych. Rezultaty tych badań są już przedmiotem opracowań monograficznych i obecnie  praktycznie wykorzystuje się je  w syntezie materiałów polimerowych o kontrolowanej architekturze łańcucha ( np. dendrymerów, gwiazd czy układów amfifilowych) i precyzyjnie rozmieszczonych grupach funkcyjnych. nadających pewne unikalne właściwości powstającym produktom ( np. zdolność do tworzenia faz ciekłokrystalicznych, selektywnego transportu jonów czy kontroli wzrostu kryształów nieorganicznych).  Znaczące osiągnięcia zanotowano także w badaniach nad procesami  polimeryzacji jonowej inicjowanej przez aniony metali, mikrostrukturą i procesami degradacji enzymatycznej poliestrów (CChP w Zabrzu) oraz procesami polimeryzacji cyklicznych węglanów, dwutlenku węgla i dwutlenku siarki (Politechnika Warszawska). Bardzo cenną zdobyczą ostatnich lat jest  podjęcie i szybki rozwój badań nad nowymi generacjami metaloorganicznych katalizatorów  polimeryzacji olefin   na Wydziałach Chemii Uniwersytetu  Wrocławskiego  i Opolskiego. 

Główny wysiłek w syntezie nowych polimerów zarówno w kraju jak i skali międzynarodowej skierowany jest obecnie na otrzymywaniu materiałów wielkocząsteczkowych o specyficznych właściwościach, które warunkują rozwój wielu dziedzin, techniki, nauk biomedycznych i spełniają ważną rolę w ochronie środowiska. Szczególnie dynamicznie rozwijają się w Polsce badania nad polimerami o właściwościach elektronowo-przewodzących, półprzewodnikowych, jonowo-przewodzących fotochromowych i nieliniowo optycznych. Kilka zespołów badawczych w ośrodkach akademickich w Łodzi, Warszawie, Gliwicach,  Wrocławiu i Krakowie należy   do ścisłej czołówki światowej i współpracuje z renomowanymi placówkami  zagranicznymi    w ramach dużych interdyscyplinarnych zespołów. Długofalowym celem praktycznym tych badań jest znalezienie alternatywnych materiałów  dla optoelektroniki, nowych źródeł energii  i zminiaturyzowanych układów elektronicznych.  Innym bardzo ważnym obiektem badań interdyscyplinarnych są polimery biomedyczne stosowane jako komponenty testów diagnostycznych, nośniki leków oraz trwałe lub bioresorbowalne protezy. Prace nad takimi tworzywami prowadzone są głównie w ośrodkach akademickich w Łodzi, Zabrzu i Gliwicach oraz Instytucie Włókien Chemicznych (IWCh). Wąskim gardłem są tu badania in vivo wskutek czego stosunkowo mało jeszcze wiemy o oddziaływaniach pomiędzy polimerami syntetycznymi lub modyfikowanymi polimerami naturalnymi a składnikami komórek organizmów żywych.

Do  grupy unikalnych materiałów wielkocząsteczkowych powstałych w ośrodkach polskich (w Łodzi, Wrocławiu i Warszawie) należą także polimery  plazmowe i preceramiczne , ciekłokrystaliczne polisilany oraz różnego typu polimeryczne nośniki służące do immobilizacji enzymów, układów katalitycznych i ligandów selektywnie kompleksujacych jony. Niektóre z tych materiałów są już testowane pod kątem praktycznego wykorzystania w procesach rozdziału (Politechnika Wrocławska) i elektrodach jonoselektywnych (Politechnika Warszawska.  Na bardzo wysokim poziomie stoją też w Polsce ( Kraków, Bydgoszcz, Poznań) badania nad procesami fotopolimeryzacji i polimerami o unikalnych właściwościach fotochemicznych. Mogą one działać na przykład jako fotoenzymy  umożliwiające fotodegradację substancji szkodliwych dla środowiska.).

W dziedzinie fizykochemii polimerów największe sukcesy polskich badaczy związane są z modelowaniem zachowań pojedynczych makromolekuł i ich skupisk w określonych warunkach przestrzennych. Prace te prowadzone głównie w ośrodkach akademickich w Łodzi i Warszawie w znacznym stopniu poszerzyły naszą wiedzę na temat krystalizacji polimerów, tworzenia faz ciekłokrystalicznych oraz samoorganizacji polimerów pod wpływem orientacji i napełniaczy stosowanych w kompozytach polimerowych. Szereg zaproponowanych modeli zostało pozytywnie zweryfikowanych w rzeczywistych układach i wykorzystanych do opracowania praktycznych metod przetwórstwa polimerów. Szczególnie interesującą wydaje się tu być, opracowana w CBMiM  tak zwana bezkawitacyjna metoda przetwórstwa poliolefin, która pozwala uzyskać materiały o znacznie większej wytrzymałości od produktów otrzymywanych klasycznymi metodami. Jest ona opatentowana i szeroko rozpropagowana w literaturze światowej.   Modelowanie i kształtowanie struktur fazowych oraz morfologii materiałów polimerowych odgrywa też bardzo istotna rolę w badaniach teoretycznych i praktycznych  nad strukturą i właściwościami sieci polimerowych , polimerów segmentowych  oraz kompozytów polimerowych rozwijanych z dużym powodzeniem w ośrodkach akademickich w Łodzi, Wrocławiu, Szczecinie i Rzeszowie.  

Szereg zespołów badawczych szczególnie z uczelni technicznych (miedzy innymi we Wrocławiu, Szczecinie, Rzeszowie, Warszawie i Łodzi) i instytutów  przemysłowych (IWCh, IChP , Instytut Przemysłu Gumowego) brało aktywny udział w różnorodnych międzynarodowych i krajowych projektach badawczych, których celem było opracowanie efektywnych metod utylizacji zużytych tworzyw sztucznych (recykling materiałowy lub surowcowy),  otrzymanie nowych materiałów polimerowych z odtwarzalnych surowców oraz wyeliminowanie niektórych toksycznych  reagentów i środków pomocniczych stosowanych w tradycyjnych technologiach. Większość opracowań dotyczących recyklingu  miała typowo utylitarny charakter i niektóre z nich zostały wdrożone do praktyki przemysłowej (np. praktycznie rozwiązano problem utylizacji odpadów poli[tereftalanu etylenu] i powtórnego przetwórstwa odpadów powstających przy przetwórstwie termoplastów ). Szereg projektów badawczych jest teraz finalizowanych w ramach grantów celowych (np. recykling poliuretanów). Spośród badań nad polimerami otrzymywanymi z surowców naturalnych najbardziej zaawansowane są prace nad modyfikacjami i nowymi zastosowaniami chitozanu i niektórych innych polisacharydów. Są one prowadzone głównie w Instytucie Włókien Chemicznych w Łodzi. Politechnice Łódzkiej i Politechnice Szczecińskiej. Nowym wielkim wyzwaniem jest opracowanie polskiej technologii otrzymywania polimerów z kwasu mlekowego i innych hydroksykwasów oraz pochodnych kwasu węglowego.  Wokół tej idei skupiło się obecnie kilka zespołów badawczych, które w ramach wspólnego projektu maja zamiar opracować fizykochemiczne podstawy dla tych technologii.

Porównując tematykę badawczą krajowych ośrodków z prognozami ekspertów z innych krajów ( na przykład opracowanie „ Interdisciplinary Macromolecular Science and Engineering” opublikowane pod auspicjami National ScienceFoundation USA w roku1998) można stwierdzić, że prowadzone w Polsce badania w dziedzinie polimerów mieszczą się w głównym nurcie nauki światowej.

W latach 1994-2000 uczeni polscy opublikowali  ponad 1300 prac w międzynarodowych czasopismach notowanych na liście filadelfijskiej i około 350 w czasopismach krajowych. 74 prace ukazały się w Macromolecules , czasopiśmie polimerowym o najwyższym IF (3.7). Z satysfakcją należy stwierdzić że w ostatnich dwu latach coraz większa liczba krajowych ośrodków jest w stanie zamieścić tam swe prace, które stanowią obecnie blisko 1,5% ogólnej liczby artykułów (poprzednio około 0.7%). Szereg prac z dziedziny nauki o polimerach trafiło także do innych prestiżowych czasopism takich jak J.Amer. Chem. Soc. czy Gene Ther. Polscy specjaliści z dziedziny nauki o polimerach są członkami 43 komitetów redakcyjnych czasopism wydawanych za granicą.   Na zaproszenie wydawców napisali 44 rozdziały w międzynarodowych wydawnictwach książkowych i encyklopediach dotyczących nauki o polimerach.  Byli też edytorami 4 takich opracowań. Na rynku międzynarodowym wydana została książka prof. Stefana Połowińskiego „ Template Polymerization” i przesłano do redakcji obszerną monografię prof. Witolda Kurana „ Principles of Coordination Polymeization” , która ukazała się w roku 2001, niestety już po śmierci autora.

Na zaproszenie organizatorów wygłoszono ponad 30   wykładów na prestiżowych konferencjach naukowych.   W Polsce zorganizowano 5 dużych konferencji o zasięgu międzynarodowym  poświęconych różnym aspektom nauki o polimerach. Najważniejszym wydarzeniem był niewątpliwie  Światowy Kongres Polimerów MACRO 2000 zorganizowany w lipcu 2000 roku w Warszawie. Zgromadził on około 1300 uczestników z 54 krajów , w tym cała elitę światowej nauki o polimerach z dwoma laureatami nagrody Nobla na czele. Przyznanie organizacji tej imprezy było wyrazem uznania dla osiągnięć polskich uczonych pracujących w tej dziedzinie, a sprawna organizacja tej imprezy na pewno dobrze przyczyniła się do utrwalenia  dobrej oceny stanu naszej nauki o polimerach w środowisku międzynarodowym.

Z pośród licznych indywidualnych nagród na szczególne wyróżnienie zasługują dwa tytuły doktora honoris causa: dla profesora Zbigniewa Jedlinskiego (Politechnika w Jassy w Rumunii) i profesora Mariana Kryszewskiego (Politechnika Łódzka). Profesor Jedlinski został także laureatem prestiżowej nagrody im. Hermana Marka. Ważnym wyróżnieniem było tez wybranie profesora Stanisława Penczka przewodniczącym European Polymer Federation na dwuletnia kadencję oraz tytularnym członkiem IUPAC.

 


5. TECHNOLOGIA CHEMICZNA

Henryk Górecki – Uniwersytet Wrocławski

Marek Borowski – Instytut Chemii Przemysłowej, arszawa

 

 

GŁÓWNE KIERUNKI BADAŃ

 

Badania nad produktami

 

-         Polimery

·   kompozycje i kompozyty polimerowe z matrycą termoplastyczną i reaktywną

·   przetwórstwo i stosowanie nowych polimerów multiblokowych oraz  terpolimerów,

    kleje i kity

·   badania mechanizmów polireakcji monomerów akrylowych

·  przetwórstwo polimerów (membrany, układy jonowymienne, hybrydowe)

·   modyfikacje fizyczne i chemiczne

 

-         Katalizatory

·   nowe katalizatory - wytwarzanie

·   badania dezaktywacji i regeneracji katalizatorów

·   badania aktywności katalizatorów

·   wytwarzanie kompleksów metali przejściowych (również z

     ligandami  krzemoorganicznymi)

·   katalizatory uwodorniania

 

-         Sorbenty

·  minerały ilaste

·  syntetyczne zeolity

·  sorbenty bioselektywne

 

-         Środki ochrony roślin

· pestycydy

·  herbicydy

·  nemacydy

 

-         Nawozy

· nawozy dolistne

· nawozy o spowolnionym działaniu

·  zaprawy nawozowe dla nasion

·  nowe odmiany dostosowane do upraw specjalistycznych

·  nawozy bezchlorkowe

·  nawozy polifosforanowe z mikroelementami

 

-         Dodatki do pasz i żywności

· związki fosforowe i wapniowe

·  mikroelementy

·  substancje pomocnicze

·  hormony wzrostu, probiotyki

 

 

-         Włókna chemiczne

· wytwarzanie i przetwarzanie polimerów i włókien

· włókna celulozowe

· włókna bioaktywne

· doskonalenie aktywności  włókien syntetycznych

 

-         Produkty przeróbki ropy naftowej oraz gazu ziemnego

· paliwa, dodatki do paliw

· środki smołowe

 

-         Produkty chemii gospodarczej

· surfaktanty i układy zdyspergowane

· nowe preparaty czyszczące

· preparaty dezynfekcyjne

 

-         Materiały węglowe

· sorbenty i układy zdyspergowane

· nośniki katalizatorów

· materiały o specyficznych właściwościach

 

-         Barwniki

· niskotoksyczne barwniki, pigmenty, utrwalacze

· zastosowanie w barwieniu środków spożywczych, kosmetyków,   

     chemikalii gospodarczych

 

-         Materiały ceramiczne

· materiały ogniotrwałe

· materiały elektroniczne

· izolatory

 

-         Nowe reagenty chemiczne

· w syntezie związków mało i wielkocząsteczkowej

· silany i silikony

· związki boroorganiczne

· oksyalkilowane produkty

· poliolefiny

 

-         Leki

· półprodukty farmaceutyczne, oczyszczanie substancji aktywnych

· technologie postaci leków

· synteza substancji farmaceutycznych

· testy diagnostyczne - radiofarmaceutyki

 

-         Paliwa

· biopaliwa

· paliwa stałe i ciekłe

· wykorzystanie biomasy

· katalityczne układy w przetwórstwie paliw

 

 

Procesy technologiczne

 

· badania nad optymalizacją zużycia surowców i energii

· recyrkulacja wewnątrzzakładowa

· doskonalenie technologii związków azotowych dla zmniejszenia

      energochłonności procesów (amoniak, kwas azotowy, nawozy azotowe)

· zastosowanie nowych procesów adsorpcyjnych i suszarnianych

· nowe procesy granulacji, w tym metody kompaktowania

· badania nad bezpośrednim utlenieniem metanu do metanolu procesy

      z zastosowaniem nowych katalizatorów ( utlenianie metanu do metanolu, utlenianie

      fenolu, wykorzystanie włściwości  zeolitów i sit molekularnych, elektrokataliza)

· doskonalenie procesu krystalizacji masowej w technologii organicznej

   i nieorganicznej

· doskonalenie produkcji sody, nadtlenku sodowego i chlorku amonowego

· zastosowanie praktyczne nowych procesów elektrochemicznych

· zastosowanie silanów i silikanów

· hydrosililowanie i dehydrogenujące sililowanie olefin

· nowe rozwiązania procesowe dla przemysłu rafineryjnego

· nowe technologie włókiennicze

· technologie przeróbki ropy naftowej i gazu ziemnego

· technologie środków smarowych

· hydroodsiarczanie produktów petrochemicznych

· technologie produktów czystych i środków niezbędnych w różnych

      gałęziach gospodarki (płyny hamulcowe)

·  nowe technologie wytwarzania dodatków paszowych

·  doskonalenie procesów rafinacyjnych i komponowania paliw

·  nowe rozwiązania w syntezie petrochemicznej

·  zastosowanie metod radiacyjnych w technologii chemicznej

 

Technologie chemiczne w ochronie środowiska

·  radiacyjne usuwanie fenoli

·  usuwanie zanieczyszczeń z fazy gazowej pod wpływem wiązki

      elektronów i wyładowań mikrofalowych

·  zastosowanie metod radiacyjnych w ochronie środowiska

·  oceny toksykologiczne i ekotoksykologiczne nowych substancji chemicznych

·  ocena zapachowej jakości powietrza

·  procesy i bioprocesy membranowe w ochronie środowiska

·  zastosowanie ultrafiltracji do oczyszczania ścieków

·  metody odzyskiwania użytecznych związków ze ścieków

·  fotokatalityczny rozkład substancji organicznych w wodzie

·  remediacja i rekultywacja gleb

·  metody sorpcyjne  w uzdatnianiu wody

·  utylizacja odpadów

·  unieszkodliwianie odpadów

·  spalanie odpadów

·  recykling tworzyw sztucznych

·  utylizacja ścieków barwnych

 

Badania dla potrzeb służb państwowych

·        klasyfikacja materiałów niebezpiecznych i wybuchowych

·        udział w programie określonym konwencją o stosowaniu broni chemicznej

·        określenie krajowego programu rozwoju przemysłu chemicznego

·        analizy rynkowe produktów i oceny projektów Polskich Norm

·        działania  w zakresie dostosowania parametrów inwestycyjnych do zasad BAT

       - The Best Available Technology

·        oceny środowiskowe emisji

 

NAJWAŻNIEJSZE OSIĄGNIĘCIA TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

 

Według danych Komitetu Badań Naukowych w polskich placówkach badawczych w obszarze chemii zatrudnionych jest około 4200 przeliczeniowych pracowników naukowych (suma pracowników z tytułem i stopniem naukowym oraz pozostałych pracowników z mnożnikiem 0.3). W szkołach wyższych zatrudnionych jest 68.2%, 18.8% w jednostkach badawczo-rozwojowych oraz 13# w placówkach PAN.

Badania technologiczne oraz badania stosowane ukierunkowane na zastosowanie praktyczne realizowane są w 19 jednostkach badawczo-rozwojowych (802 pracowników), uczelniach technicznych (9 wydziałów chemicznych i 2 wydziały inżynierii chemicznej) zatrudniających 1246 pracowników. W uniwersytetach zatrudnionych jest 1127, a w jednostkach PAN 802.

Liczba pracowników prowadzących prace badawcze w obszarze technologii chemicznej ma tendencję malejącą. Średnio w ciągu roku zatrudnienie w jednostkach badawczo-rozwojowych zmniejsza się o 3-4.5% (od 1997 - 2000 zatrudnienie zmniejszyło się o 14%). Również w uczelniach technicznych zainteresowania badawcze ukierunkowane zostały na problemy podstawowe, co wynika z wprowadzonych zasad kategoryzacji jednostek, ocen okresowych w uczelniach oraz zasad awansu naukowego. Analizując dorobek publikacyjny pracowników uczelni technicznych, liczbę prac wdrażanych do praktyki przemysłowej, a także liczbę zleceń przemysłowych realizowanych w uczelniach technicznych można bez dużego błędu określić udział chemików technologów wśród pracowników wydziałów chemicznych  na poziomie 20%. W jednostkach PAN, w tym zwłaszcza w Instytucie Chemii Fizycznej, Instytucie Katalizy i Fizyki w Krakowie, Centrum Polimerów w Zabrzu, Zakładzie Karbochemii, Instytucie Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych, mimo że dominującym obszarem badań są prace podstawowe, część realizowanych zadań jest ukierunkowane na zastosowanie praktyczne. Również w kilku uniwersytetach, w tym przede wszystkim Uniwersytecie Poznańskim, prowadzi się kilka programów technologicznych.

Analizując dorobek naukowy placówek naukowych można liczbę pracowników naukowych prowadzących działalność technologiczną w chemii ocenić na 1100-1150 pracowników, co stanowi około 25% ogółu polskich chemików pracujących w placówkach naukowych.

Biorąc pod uwagę udział poszczególnych sektorów nauki w osiągnięciach technologicznych zastosowanych w praktyce według ocen Komitetu Badań Naukowych Jednostki Badawczo-Rozwojowe wniosły 78.6% udział, Politechniki 15.7%, placówki PAN 4.5%, Uniwersytety 0.9%. Znacznie trudniej jest określić udział poszczególnych sektorów w opracowaniu nowych rozwiązań, dla których najlepszym miernikiem  jest liczba przyznawanych patentów oraz zgłoszeń patentowych. Wynika to przede wszystkim z bardzo długiej, kilkuletniej procedury przyznawania patentów. Z udostępnionych danych wynika, że w latach  1999 - 2000 uzyskano 32 patenty w Urzędzie Patentowym RP, 5 patentów USA, 4 w Chinach i po jednym patencie w Indiach i Iranie. W okresie tym zgłoszono 31 zgłoszeń patentowych. Większość patentów uzyskały jednostki badawczo-rozwojowe (ICSO, IChO, IChP, IWChem). Zaskoczeniem jest większa ilość patentów i zgłoszeń patentowych uzyskiwanych przez placówki PAN niż przez pracowników Politechnik.

Dorobek publikacyjny z zakresu technologii chemicznej trudno jest wyodrębnić ze zbiorów publikacyjnych poszczególnych dyscyplin chemicznych. Dotyczy to zwłaszcza zagadnień związanych z nowymi produktami, nowymi katalizatorami i ich zastosowaniem, polimerami, elektrochemią techniczną i technologiami petrochemicznymi, a także zagadnieniami interdyscyplinarnymi (rolnictwo, inżynieria materiałowe, ochrona środowiska, geologia).

Właściwą oceną efektów badań technologicznych są zastosowania praktyczne, w których wyniku przetwarzanie surowców metodami chemicznymi, w sposób opłacalny i bezpieczny dla środowiska uzyskuje się produkty, na które istnieje zapotrzebowanie.

Ocenę taką przedstawiono w formie zestawień:

  1. sprzedanych licencji zagranicznych i krajowych (wymierna wartość uzyskanych efektów ekonomicznych)
  2. wdrożeń nowych produktów, na które istnieje zapotrzebowanie rynkowe oraz innych branż.
  3. wdrożenie nowych procesów technologicznych.
  4. zastosowań nowych technologii chemicznych w ochronie środowiska.

 

W załączonym zestawienie oddzielnie przedstawiono osiągnięcia technologiczno-wdrożeniowe uczelni. Przedstawiono również syntetyczną ocenę realizacji zorganizowanej przez Komitet Badań Naukowych wdrażania do praktyki gospodarczej prac naukowych w formie projektów celowych. Ta forma wdrażania innowacji okazała się niezwykle efektywna, ale również efektowna w obszarze technologii chemicznej.

Przedstawiony wizerunek polskiej technologii prezentuje się korzystnie, ale niestety nie zawsze poszczególne wdrożenia prezentują wysoki poziom technologiczny (mała liczba sprzedanych licencji zagranicznych). Wśród wdrożonych rozwiązań przeważają innowacje typu modernizacyjnego, wdrażania kolejnego produktu o podobnych właściwościach. Większość zadań dotyczy obniżenia oddziaływania produkcji na środowisko, dostosowania się do wymogów dyrektywy IPPC (Integrated Pollution Prevention Control) poprzez wprowadzenie systemu BAT (The Best Available Technologies), a także norm ISO 9000 i 14000. Dużym problemem jest uzależnienie przyszłości nowych technologii i nowych patentów od kondycji ekonomicznej zakładów przemysłowych, które często z innych przyczyn rezygnują z kontynuacji dalszej działalności gospodarczej.

 

LICENCJE

 

·        Żywice epoksydowe. Zdolność produkcyjna 30 tys. Mg/r dla klienta irańskiego. Kontrakt podpisano z firmą Salzgitter Anlagenbau (ICSO) 1999.

·        Technologia bisfenolu A dla klienta irańskiego. Kontrakt podpisano za pośrednictwe Polimex-Cekop (ICSO) 1999.

·        Licencja na modernizację technologii bisfenolu A w Wuxi General Petrochemical Works w Chinach celem zwiększenia zdolności produkcyjnej do 1500 Mg/r (ICSO) 1999.

·        Sprzedaż technologii politrioksanu do Chin (właścicielem rozwiązania jest INSz Puławy – ICh Warszawa – ZA w Tarnowie-Mościcach S.A.)

·        Proces syntezy amoniaku o zdolności produkcyjnej 500 Mg/d w ZA Tarnów-Mościce (licencjodawca – INSz Puławy)

·        Technologia wytwarzania włókien z celulozy regenerowanej sprzedana do USA (licencjodawca – Instytut Włókien Chemicznych)

·        Intensyfikacja (wzrost produkcji o 25%) instalacji produkcyjnej cykloheksanolu w GSFC – Baroda w Indiach (realizator prac i licencjodawca IChP Warszawa)

·        Sprzedaż licencji dla PIW „Unisil” w Tarnowie na produkcję estrów sililowych kwasów karboksylowych  (licencjodawca UAM Poznań) 2000

·        Sprzedaż licencji dla PIW „Uni Sil” w Tarnowie na technologię produkcji izocyjaniano-silanów (licencjodawca UAM Poznań) 2000.

·        Sposób wytwarzania środka grzybobójczego zakupiony przez ZCh „Organika – Wola” w Woli Krzysztoforskiej (IChO)

·        Sposób wytwarzania kompleksów miedzi (II) z 80-hydroksychnoliną i kwasem salicylowym, zakupiony przez ZCh „Organika – Wola” w Woli Krzysztoforskiej.

·        Sposób wytwarzania środka grzybobójczego zawierającego karboksynę w postaci stężonej zawiesiny zakupiony przez ZCh „Organika – Sarzyna” w Nowej Sarzynie (IChO)

·        Sposób wytwarzania środka chwastobójczego zakupiony przez „Rokitę – Argo” S.A. w Brzegu Dolnym (IChO)

 

WDROŻENIA

 

Technologie nowych produktów.

 

·        Wytwarzanie bisfenolu A w petro Carbo Chem S.A. Gliwice (ICSO) 1999.

·        Nowy środek gaśniczy pianotwórczy o nazwie Roteor M w ZCh „Rokita” S.A. w Brzegu Dolnym (ICSO) 1999.

·        Żywice Rezopor GM oraz utwardzacze GM i GMW w Zakładach Tworzyw Sztucznych w Pustkowie (ICSO) 2000.

·        Płynny koncentrat nawozowy z mikroelementami do nawożenia ziemniaków (INSz)

·        W oparciu o technologie opracowane przez Instytut farmaceutyczny uruchomiono 3 nowe syntezy leków i 17 technologii form gotowych leków. Na szczególne wyróżnienie zasługuje uruchomienie produkcji leku Macdafen – liofilizat 2g zawierającego ifosfamid jako substancję czynną o działaniu przeciwnowotworowym (Instytut Farmaceutyczny).

·        Nowe nawozy na bazie lokalnych surowców magnezowych wdrożone w Fabryce Nawozów Fosforowych „Ubocz” (IChN Gliwice) 1999.

·        Wytwarzanie boranu cynku w Zakładach Tworzyw i Farb w Złotym Stoku (IChN Gliwice) 2000.

·        Produkcja zielonego tlenku chromu (III) o wysokiej czystości w Zakładzie Doświadczalnym IChN Gliwice (IChN) 2000.

·        Nowe barwniki: oksydacyjne do włosów

-   do farb drukarskich, do tkanin,

-  do włókien poliestrowo-celulozowych,

-  do barwienia poliamidu,

-  do druku fleksograficznego,

-  do barwienia wyrobów z włókien proteinowych,

        opracowane i wdrożone przez Instytut Barwników i Produktów Organicznych w Zgierzu.

·        Środki grzybobójcze – Siarkopol (Instytut Barwników i Przemysłu Organicznego)

·         Przeciwgrzybiczne i przeciwbakteryjne włókna polipropylenowe i poliamidowe, wdrożone w ZWCh Stilon i w ZPUH „Gumitex” (Instytut Włókien Chemicznych ) 1999/2000.

·        Biologiczny opatrunek chitozanowo-kalogenowy wdrożony w Regionalnej Stacji Krwiolecznictwa w Katowicach (Instytut Włókien Chemicznych) 1999 

·         Wdrożenie produkcji środka „Antigraf” w Zakładzie Doświadczalnym Silikonów w Nowej Sarzynie

·        Radiacyjna technologia otrzymywania taśm termokurczliwych (IChiTJ)

·        Wdrożenie produkcji pasków Apifos przeznaczonych do zwalczania warrozy u pszczół opartych na krajowym preparacie – bromfenwinfos (IPO)

·        wdrożenie technologii Helioforu 2 P4N, rozjaśniacza fluorescencyjnego dla przemysłu papierniczego (IPO)

·        Wdrożenie bezpiecznej dla środowiska ciągłej metody wytwarzania heksogenu (IPO)

·        Wdrożenie technologii wytwarzania plastycznych materiałów wybuchowych przeznaczonych do ładunków wydłużonych (IPO)

·        Wdrożenie serii preparatów „VIP” – proekologiczne insektycydy (IPO)

 

Nowe rozwiązania technologiczno-procesowe (wdrożenia)

 

·        Sposób wytwarzania tlenu o wysokiej czystości w Kopalni Węgla Brunatnego Konin (ICSO) 1999

·        Pierwsza w Europie Środkowo-Wschodniej technologia ekstrakcji chmielu za pomocą dwutlenku węgla w warunkach nadkrytycznych. Wdrożenie przez Instytut Nawozów Sztucznych (właściciel instalacji – jednej z 4, którymi dysponują firmy browarnicze w Świecie) (INSz Puławy) 1999/2000.

·        Sposób otrzymywania dwutlenku węgla o dużej czystości – proces wdrożono -    w ZCh Police

-         OAO Dniepr Azot Dnieprodzierżyńsk (Ukraina)

-         Nitogenmuvek (Węgry) (INSz Puławy)

·        Modernizacja produkcji gazu do syntezy amoniaku w ZA „ANWIL” S.A. we Włocławku (INSz Puławy)

·        Bezodpadowe wytwarzanie tiowęglanu sodu przeznaczonego do usuwania metali ze ścieków, wdrożona w Kopalniach i Zakładach Chemicznych Siarki „Siarkopol” (IChN Gliwice) 2000

·        Nowy ekologiczny proces suspensyjnej polimeryzacji chlorku winylu (IChP)

·        Wdrożenie nowej technologii recyklingu poli (tereftalanu etylenu) metodą reaktywnego wytłaczania .

·        Oceny aktywności katalizatorów dla spółek: Katalizator z Krakowa, Sud-Chemie AG (Niemcy), Lindo-Gobex z Gorzowa Wlk. (I Kat. i F.P. PAN)

 

Wdrożenie technologii chemicznych w ochronie środowiska

 

·        Oczyszczanie gazu koksowniczego w Zakładach Koksowniczych „Radlin” (Inst. Chem. Przeróbki Węgla)

·        Nowy typ odpylacza typu cyklonowego z wirującą przegrodą sorpcyjną (Inst. Chem. Przeróbki Węgla)

·        Uruchomienie wielkokomorowej baterii koksowniczej w Hucie im. Sendzimira (Inst. Chem. Przeróbki Węgla)

·        Technologia wydzielania o-krezolu ze ścieków powstających w produkcji kwasu chlorometylofenoksyoctowego z zawarotem do procesu w ZCh „Organika Sarzyna” (ICSO)

·        Wdrożenie w skali przemysłowej w EC Kawęczyn i EC Pomorzany technologii jednoczesnego usuwania SO2 i NOx wiązką przyspieszonych elektronów (IChiTJ)

·        Zastosowanie analizy aktywacyjnej i autoradiografii do identyfikacji i konsewatorskiej oceny obiektów muzealnych (IChiTJ)

·        Radiometry górnicze do pomiaru stężenia produktów rozpadu radonu w powietrzu wyrobisk górniczych (IChiTJ)

·        Instalacje zatężania ciekłych odpadów promieniotwórczych metodami membranowymi (IChiTJ)

·        Wdrożenie metod oceny wód odprowadzanych z systemów odwadniania z kopalni Bełchatów (IChiTJ)

 

Wdrożenia prac badawczych Wydziałów Chemicznych.

 

·        Nowe układy katalityczne do syntezy nienasyconych żywic poliestrowych o polepszonych właściwościach optycznych wdrożone w ZCh „Organika Sarzyna” (Politechnika Rzeszowska) 1999.

·        Napełnione żełkoty poliestrowe - wdrożenie ZCh „Organika Sarzyna” (Politechnika Rzeszowska)

·        Nowa metoda wytwarzania nawozów NPKMg i PKMg metodą zgniatania o zdolności produkcyjnej 100 tys. Mg/r wdrożona w ZCh Luboń (Politechnika Wrocławska)

·         Metoda utylizacji odpadowego kwasu siarkowego z rafinacji benzolu w ZCh Petrochemia Blachownia w skali 2000 Mg/r (Politechnika Wrocławska) 2000

·        Metoda wytwarzania preparatów do zaprawiania nasion buraka, wdrożona przez PHU Intermag w Olkuszu (Politechnika Wrocławska)

·        Metoda wytwarzania serii nawozów dolistnych do dokarmiania zbóż, rzepaku, ziemniaka, buraka cukrowego, wdrożona w PHU Intermag w Olkuszu (Politechnika Wrocławska)

·        Zastosowanie odpadowych kwasów siarkowych do wytwarzania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego, wdrożenie w GZNF w Gdańsku (Politechnika Wrocławska)

·        Nowe preparaty do dolistnego dokarmiania roślin z mikroelementami, wdrożenie w Ekoplon Kielce (Politechnika Wrocławska)

·        Technologia odnowy inhibitorowej obiegów chłodniczych w ZA Puławy w Zakładzie Kaprolaktamu i Zakładzie Amoniaku oraz w Hucie Miedzi Legnica (Politechnika Wrocławska)

·        Wdrożenie do produkcji N-2 aminoetylo-3-aminopropylotrimetoksysilanu (UniSilan-15 i pokrewne) w PIW „UniSil” w Tarnowie (UAM Poznań)

·        Uruchomienie produkcji ureidosilanów w Przedsiębiorstwie Innowacyjno Wdrożeniowym „UniSil” Sp. z  o.o. w Tarnowie (UAM Poznań)

·        Utylizacja odpadów pochromowych  w ZCh Alwernia (Politechnika Krakowska)

·        Wdrożenie produkcji fosforanów paszowych w ZWP „Silikaty” S.A. w Kluczach (Politechnika Krakowska)

·        Uruchomienie spalania odpadów rafinacyjnych w RN Jedlicze (Politechnika Krakowska)

·        Uruchomienie produkcji katalizatora OP-2 do produkcji pianek poliuretano-wych (Politechnika Warszawska)

·        pilotowa produkcja oksynów (Politechnika Warszawska)

·        pilotowa produkcja fosforanu trójpotasowego (Politechnika Warszawska)

·        produkcja małotonażowa kwasu dibenzoilowinylowego (Politechnika Warszawska)

·        wdrożenie produkcji cementów stomatologicznych (Politechnika Warszawska).

 

 

 

 

Inne ważne osiągnięcia praktycznego wykorzystania badań.

 

·        Laboratorium Biodostępności Leków Instytutu Farmaceutycznego uzyskało Certyfikat oceny Systemów Jakości Instytutu Leków (GLP).

·        Laboratorium Badań Produktów, Procesów i Środowiska Instytutu Barwników i Produktów uzyskało certyfikat PCA

·        Opracowanie i wdrożenie systemu organizacyjnego neutralizacji oraz utylizacji odpadów z laboratoriów chemicznych polskich uczelni (koordynator Politechnika Śkląska)

·        Projekty realizowane na rzecz organów rządowych wynikające z podpisanych konwencji międzynarodowych (protokół Montrealski – warstwa ozonowa) IChP

·        Opracowanie długofalowej strategii rozwoju sektora „Wielka Synteza Chemiczna” (IChP)

·        Uzyskanie zezwoleń Ministra Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej na stosowanie agrochemikaliów:

-         substancje wabiącą samca owocówki jabłóweczki

-         substancje wabiące kornika drukarza

-         substancje wabiące wydłubki oczateczki

-         substancje wabiące samce zwójki koróweczki (Instytut Chemii Fizycznej PAN)

·        Opracowanie i wdrożenie technologii ochrony przed niszczeniem pokrytych malowidłami sklepień obiektów zabytkowych. W roku 2000 zastosowano je przy renowacji zabytków Krakowa – kopuły Myszkowiskich w Bazylice oo. Dominikanów i naprawie stropów kościoła św. Krzyża. Opracowanie zdobyło złoty medal na Międzynarodowej Wystawie „Pomysły – Wynalazki – Nowe produkty IENA 2000” w Norymberdze.

·        Opracowano, jako jedyne w skali kraju, metody oznaczania polichlorowa-nych dibenzodioksyn i dibenzofuranów (tzw. dioksyn) oraz polichlorowanych bifenyli w różnych rodzajach próbek środowiskowych, biologicznych i produktów przemysłowych. Ze względu na wysoką toksyczność dioksyn oraz fakt powstawania ich w procesach termicznych istnieje konieczność kontroli ich rozprzestrzeniania w środowisku. Na bazie własnych doświadczeń opracowano i przygotowano projekt aparatury kontrolno-pomiarowej do poboru próbek spalin do oznaczania dioksyn, którego produkcji podjęła się firma E.M.I.O. z Wrocławia.

 

Ocena efektywności projektów celowych, których część prac badawczo-rozwojowych była finansowana przez Komitet Badań Naukowych.

 

Transformacja społeczno-gospodarcza w ostatniej dekadzie  w sposób istotny zmieniła formy i zasady wdrażania innowacji w naszym kraju. Nastąpiła likwidacja Centralnego Funduszu Postępu Naukowo-Technicznego tworzonego z obligatoryjnych odpisów od wartości sprzedaży produktów, likwidacja centralnych programów badawczo-rozwojowych (CPBR), a także rezygnacja podmiotów gospodarczych z zawierania umów badawczo-wdrożeniowych z placówkami naukowymi.

W chwili obecnej projekty celowe ustanawiane i dofinansowywane przez Komitet Badań Naukowych są praktycznie jedyną zorganizowaną formą wdrażania innowacji w gospodarce, w tym zwłaszcza nowych produktów i nowych technologii.

W Polsce przemysł przeznacza środki głównie na doraźne prace badawcze związane z modernizacją i optymalizacją procesów, poprawą jakości produktów, dostosowaniem standardów ekologicznych produkcji do poziomu najlepszych dostępnych technologii BAT (Best Available Technology), a także na finansowanie części prac B + R, zadań realizowanych w formie projektów celowych.

Idea projektów celowych, tryb oraz kryteria ich ustanawiania wynika z ustawy o Komitecie Badań Naukowych. Kreowanie w oparciu o uchwałę Komitetu badań Naukowych zadań wdrożeniowych w formie projektów celowych miało stanowić „dofinansowanie ważnych ze względów społeczno-gospodarczych prac badawczo-rozwojowych na zlecenie podmiotów gospodarczych, organów administracji państwowej, rządowej lub organów samorządu terytorialnego”.

Na realizację projektów celowych w obszarze technologii chemicznej Komitet Badań Naukowych przeznaczył kwotę stanowiącą 9,9% całości środków na projekty celowe. W przypadku projektów celowych dla potrzeb branży chemicznej (wielka chemia, farmacja, chemiczna produkcja małotonażowa, utylizacja odpadów), udział nakładów na projekty celowe jest podobny do udziału produkcji chemicznej w wartości produktu krajowego przemysłu (9,5%). Inne branże, których restrukturyzacja wiąże się ze zmniejszeniem zdolności produkcyjnej, wykorzystywały na finansowanie projektów celowych znacznie większe kwoty.

Stan polskiego przemysłu chemicznego, a przede wszystkim brak równowagi w handlu zagranicznym produktami chemicznymi uzasadnia ustanawianie większej ilości projektów celowych, które mogą przynieść duże efekty ekonomiczne. W chwili obecnej saldo obrotu produktami chemicznymi jest wyjątkowo niekorzystne i wynosi aż – 5,0 mld USD.

Wniosek o potrzebie finansowania projektów celowych w obszarach techniki, gdzie istnieje zapotrzebowanie na produkty, które aktualnie są importowane, w pełni potwierdza analiza efektywności projektów celowych zakończonych w latach 1999-2001.

Analiza dokonana przez Departament Badań KBN na podstawie ocen efektywności 654 projektów wykazała, że wartość sprzedaży produktów będących efektem wykonanych projektów wyniosła 836,8 mln zł, przy poniesionych nakładach z budżetu w wysokości 65,4 mln zł. Wskaźnik określający stosunek wartości sprzedaży do wysokości dofinansowania z budżetu wyniósł 12,79 zł, co można uznać za uruchomienie takiej właśnie wartości innowacyjnej produkcji z zainwestowanej w badaniach 1 zł. Analiza ta wykazała, że największą opłacalność finansowania prac B + R dla potrzeb przemysłu chemicznego, gdzie efektywność wynosiła 31,38 zł.

Efektywność projektów celowych w branży budowlanej wynosiła 2,95%, elektronice, informatyce, telekomunikacji 3,74%, górnictwie 4,36%, metalurgii 15,64%, przemyśle elektromaszynowym 3,12%, przemyśle lekkim 17,11%, rolnictwie i przemyśle spożywczym 24,15%.

Średnie nakłady na prace badawcze jednego realizowanego projektu z obszaru technologii chemicznej wyniosły 380 tys. zł. Zespół T-09 KBN analizując efekty na podstawie posiadanej wiedzy o sytuacji w przemyśle chemicznym, danych przedstawionych przez Polska Izbę Przemysłu Chemicznego oraz branżowe seminaria naukowo-techniczne szacuje wskaźnik sukcesu na około 60%.

W kilku projektach uzyskano niezwykle wysoki wskaźnik efektywności (powyżej 100 zł/1 zł dotacji), co z pewnością rekompensuje brak efektów w grupie projektów, które z przyczyn niezależnych od wykonawców zostały zakończone na etapie uruchomienia lub krótkoterminowej produkcji.

Do grupy najbardziej efektywnych i efektownych wdrożeń (nowe generacje produktów, unikalne rozwiązania aparaturowo-technologiczne) uznać należy wdrożenie:

·        produkcji rekombinowanej insuliny ludzkiej przez Zakład Produkcji Farmaceutycznej Ibatech Sp. z  o.o.

·        ekstrakcji nadkrytycznej chmielu przez Instytut Nawozów Sztucznych w Puławach

·        nowej generacji nawozów granulowanych metodą kompaktowania przez ZCh Luboń

·        ekologicznej produkcji PCV przez ZCh Anwill S.A.

·        produkcji żywic poliestrowych spełniających wymagania towarzystw okrętowych przez „Organika-Sarzyna”

·        produkcji preparatu do znakowania lekkich olejów  opałowych przez Instytut Barwników i produktów Organicznych

·        nowych wymienników ciepła przez Famel S.A.

·        produkcji modyfikowanych opatrunków z tkanki łożyskowej przez Stacje Krwiodawstwa w Katowicach

·        produkcji Amlodypiny i leku w tabletkach w skali 50 mln szt/r przez Polfę w Grodzisku

·        produkcji wielu leków i substancji czynnych (leki przeciwdepresyjne, przeciwnowotworowe, dermatologiczne) przez Instytut Farmaceutyczny .

 

Realizatorem prac B + R większości projektów były chemiczne jednostki badawczo-rozwojowe (Instytut farmaceutyczny, Instytut Chemii Przemysłowej, Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej, Instytut Włókien Sztucznych, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Instytut Barwników i Produktów Organicznych, Instytut Przemysłu Organicznego, Instytut Technologii i Eksploatacji w radomiu, Instytut Chemii Nieorganicznej w Gliwicach, OBR w Płocku, OBR Siarkopol). Kilka zaledwie projektów celowych realizowały wydziały chemiczne politechnik. Kilka projektów zrealizowano w oparciu o prace badawcze Politechniki Wrocławskiej (5), Warszawskiej (2), Politechniki Śląskiej (1) i Rzeszowskiej (1).

Projekty celowe dla potrzeb przemysłu chemicznego i farmaceutycznego, a także technologie chemiczne dla ochrony środowiska, charakteryzują się dużą efektywnością ekonomiczną, a także stosunkowo krótkim cyklem inwestycyjnym. Należy jednak zaznaczyć, że problem efektywności wdrożenia do praktyki przemysłowej osiągnięć badawczych nie tylko zależy od efektywnego modelu cyklu badawczo-rozwojowego, ale od szeregu czynników w skali makroekonomicznej.

W dokumencie rządowym zakładającym zwiększenie innowacyjności gospodarki w 5-letniej perspektywie zakłada się rozwój w oparciu o nowe technologie, lepiej wykorzystując potencjał polskiej nauki. Osiągnięcie tego celu wymaga ścisłej współpracy nie tylko gospodarki z nauką, ale również pomocy ze strony administracji rządowej oraz samorządowej.