Sposób modyfikowania polimerami nanocząstek TiO2

Wynalazek dotyczy modyfikowanych polimerami nanocząstek dwutlenku tytanu (TiO2)
i sposobu ich otrzymywania w wyniku estryfikacji z powierzchnią halogenku kwasu halogenoizobutanowego, a w dalszym etapie przeprowadzenia procesu kontrolowanej polimeryzacji przez przeniesienie atomu (Atom Transfer Radical Polymerization- ATRP). Proces ten obejmuje trzy etapy i związany jest ze wstępnym przygotowaniem powierzchni, wytworzeniem centrum aktywnego w postaci cząstki z doszczepionym inicjatorem i wzrostem łańcucha od powierzchni.
W metodzie tej można stosować różne monomery, a także rozpuszczalniki dobrane do układu. Dzięki tej metodzie można uzyskać szczepienie rzędu 20 % części wagowych, odpowiadających związkom organicznym, dołączonych do powierzchni nanocząstek dwutlenku tytanu przy czasie reakcji rzędu 3 godzin. Zarówno proces polimeryzacji jak i tworzenia inicjatora należy prowadzić bez dostępu światła ze względu na silne właściwości fotokatalityczne TiO2. Istotnym elementem jest również stosowanie nadmiaru ligandu podczas reakcji ATRP, celem dokładnego skompleksowania jonów pochodzących od halogenków metali np. CuCl, CuBr, etc. Tak modyfikowane nanocząstki nie wymagają skomplikowanych procesów chemicznych. Wszystkie etapy opisane powyżej można wykonać w krótkim przedziale czasu, co również niewątpliwie stanowi dużą zaletę.

Modyfikowane nanocząstki mogą być stosowane w różnych dziedzinach przemysłu.
Rynek papierniczo-celulozowy może stanowić głównego odbiorcę wytwarzanych cząstek hybrydowych (ceramiczno-polimerowych) opartych na dwutlenku tytanu. Minerał ten,
w dwóch powszechnych odmianach krystalograficznych, jest stosowany jako dodatek do wytwarzania papierów o wysokiej jakości, zapewniając pożądany poziom bieli oraz odpowiednie parametry wytrzymałościowe. Obecnie w Polsce działa ponad 2450 firm papierniczych z których zaledwie dziesięć ma decydujący udział w rynku szacowany na ponad 60 %. Do pięciu czołowych zakładów celulozowo-papierniczych należą: International Paper Kwidzyn z o.o., Frantschach Świecie S.A., Intercell S.A., Arctic Paper Polska SP. Z O.O., International Paper Klucze S.A. Popyt na wysokiej jakości papier kreuje głównie dynamicznie rozwijający się rynek elektronicznych urządzeń biurowych oraz branża poligraficzna. Z kolei, rosnące zapotrzebowanie na opakowania papierowe i kartonowe jest stymulowane przez rozwijający się przemysł.
Na szczególną uwagę zasługuje perspektywa zastosowania tego typu układów
w elektronice organicznej, która opiera się na związkach polimerowych: materiałach przewodzących, ciekłych kryształach i dielektrykach. W tej grupie największym zainteresowaniem cieszą się cienkowarstwowe tranzystory organiczne OTFT (ang. Organic Thin Film Transistors). Udział sektora elektronicznego w PKB kształtuje się na poziomie 1,6-1,7%, natomiast sprzedaż w sektorze elektronicznym stanowiła, w ostatnich latach około 2,2% sprzedaży w całym polskim przemyśle.
Wytwarzane materiały hybrydowe mogą być stosowane w połączeniu z polimerami biokompatybilnymi. Dzięki temu, układy takie, będą mogły być zastosowane się jako dodatek
w kosmetykach.

- poprawa jakości
- wzrost wydajności
- ograniczenie energochłonności
- udoskonalenie produktu/usługi

dwutlenek tytanu, nanocząstki, kontrolowana polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu (ATRP), struktura rdzeń-otoczka

Dzięki odpowiedniej zawartości części wagowej organicznej jak i nieorganicznej
w wytworzonym materiale hybrydowym, a także stosowaniu odpowiednich polimerów, możliwe jest projektowanie i wytwarzanie układów o pożądanych właściwościach w zależności od przewidywanego zastosowania.
Zastosowanie tego typu materiałów może potencjalnie zmniejszyć koszty wytwarzania wysokogatunkowego papieru, nawet o kilka procent, dzięki możliwej lepszej adsorpcji do włókien celulozowych i zwiększeniu retencji (więcej cząstek napełniacza dzięki obecności polimeru pozostanie w masie papieru). Zmniejszenie zjawiska agregacji i aglomeracji, przy zachowanej zdolności wybielania papieru, również korzystnie wpłynie na koszty produkcji. Dzięki zastosowaniu różnego rodzaju monomerów do wytworzenia modyfikowanych cząstek, możliwe jest sterowanie końcowymi parametrami papieru, takimi jak: zdolność do pylenia, odporność na ścieranie, wytrzymałość powierzchniowa, gramatura, porowatość, sztywność, zawartość wilgoci etc.

- Przemysł - Produkcja przemysłowa
- Przemysł chemiczny
- Przemysł materiałowy
- Przemysł papierniczo-celulozowy

- badania na etapie laboratoryjnym

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku

- instytut naukowo - badawczy, uniwersytet
- przemysł

Część A
Pytania dotyczą dawnych opinii o rozwiązaniu i komercjalizacji
– w okresie jego powstania lub zgłoszenia do Konkursu Student-Wynalazca
1. Skąd uzyskano informację o Konkursie Student-Wynalazca?
☐ Informacja na Uczelni (np. od rzecznika patentowego)
☐ Od uczestników z poprzednich edycji Konkursu
☐ Internet – przypadkowo
☒ Internet – poszukiwanie możliwości pokazania swoich wynalazków
☐ Strona internetowa Politechniki Świętokrzyskiej
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

2. W jaki sposób powstało rozwiązanie?
☒ W ramach pracy związanej ze zdobywaniem stopni naukowych
☐ W ramach realizacji grantu badawczego
☐ W ramach współpracy lub na potrzeby przedsiębiorstw
☐ Jako niezależny pomysł
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

3. Jakiego obszaru dotyczyło rozwiązanie?
☐ Technika
☐ Medycyna i biotechnologia
☒ Chemia
☐ Ekologia i odnawialne źródła energii
☐ Transport
☐ Technologie informatyczne i telekomunikacja
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

4. Czy Twórcy mieli wizję wdrożenia (komercjalizacji) nowego rozwiązania?
☒ Zdecydowanie tak
☐ Raczej tak
☐ Było to marzenie o małej szansie realizacji
☐ Nie miało to znaczenia
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………


5. Czy Twórcy rozwiązania znali przykłady wdrożenia nowych rozwiązań?
☐ Tak, znali rzeczywiste przykłady – zakończone sukcesem
☐ Tak, ale tylko z opisów – zakończone sukcesem
☒ Tak, ale zakończone porażką
☐ Nie znali
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

6. Czy Twórcy rozwiązania rozważali możliwość porażki w procesie komercjalizacji?
☐ Nie dopuszczali takiej możliwości, byli pewni sukcesu
☒ Tak, ale uważali to jako zdobywanie doświadczenia dla kolejnych prób
☐ Tak, uważali to jako wielką tragedię i powód do wycofania się z kolejnych prób
☐ Nie zastanawiali się nad tym zagadnieniem
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

7. Czy udział w Konkursie Student-Wynalazca przyniósł korzyści?
☐ Tak, pozwolił poznać środowisko badaczy-wynalazców
☒ Tak, był inspiracją do kontynuacji pracy badawczej
☐ Tak, był inspiracją do realizacji procesu wdrożenia
☐ Nie, była to strata czasu i zbędny wysiłek
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………
Część B1
dla tych Twórców, którzy podjęli decyzję o komercjalizacji


1. Jaki jest etap procesu komercjalizacji?
☐ Zakończono z sukcesem.
☐ W trakcie realizacji – kontynuacja badań
☐ W trakcie realizacji – działania rynkowe, organizacyjno-biznesowe
☐ Przerwano proces po pewnym czasie
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

2. Jakie problemy wewnętrzne zauważono w procesie komercjalizacji?
☐ Nie zauważono problemów
☐ Brak odpowiedniej wiedzy i umiejętności
☐ Zaangażowanie w inne obowiązki (brak czasu)
☐ Trudności w pracy zespołowej Twórców rozwiązania
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

3. Jakie problemy zewnętrzne zauważono w procesie komercjalizacji?
☐ Nie zauważono poważnych problemów
☐ Złożone i nieprzyjazne przepisy
☐ Złe nastawienie środowiska
☐ Kłopoty z pozyskaniem środków finansowych
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

4. Czy komercjalizacja daje osobistą satysfakcję i dlaczego?
☐ Tak, ze względu na spodziewane korzyści finansowe
☐ Tak, ze względu na własną satysfakcję
☐ Tak, ze względu na opinię w środowisku
☐ Nie daje, ale trzeba zakończyć, to co się zaczęło
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

5. W jakim stopniu proces komercjalizacji odpowiada przewidywaniom i wyobrażeniom Twórców?
☐ W dużym stopniu jest tak jak przewidywano
☐ Jest znacząco bardziej złożony i trudny w realizacji
☐ Jest zupełnie nie zgodny z przewidywaniami
☐ Nie wiem, nie rozważałem tego przed rozpoczęciem komercjalizacji
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

6. Czy w przypadku nowego rozwiązania Twórcy podejmą proces komercjalizacji?
☐ Tak, niezależnie od rezultatów obecnego procesu komercjalizacji
☐ Tak, ale po lepszym przygotowaniu i analizach
☐ Tak, ale z udziałem innych doświadczonych wspólników
☐ Nie, ze względu na duże trudności w realizacji procesu
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………
Część B2
dla tych Twórców, którzy zrezygnowali z procesu komercjalizacji

1. Jakie były przesłanki zaniechania komercjalizacji?
☒ Dyskusja w zespole Twórców
☐ Rady i opinie ekspertów
☐ Wyniki analizy potencjału komercjalizacji (nawet uproszczonej)
☐ Dyskusja w gronie osób bliskich (małżonkowie, rodzice itp.)
☐ Inne, proszę podać jakie

2. Jaka była dominująca przyczyna wewnętrzna rezygnacji z komercjalizacji?
☐ Przedkładanie pracy badawczej nad działania organizacyjno – biznesowe
☐ Brak porozumienia w zespole twórców
☐ Świadomość małej wiedzy o procesie komercjalizacji
☐ Obawa przed porażką
☒ Inne, proszę podać jakie Brak zaangażowania przełożonych w temacie komercjalizacji.

3. Jaka była dominująca przyczyna zewnętrzna rezygnacji z komercjalizacji?
☐ Brak zewnętrznego wsparcia instytucjonalnego
☐ Brak znajomości dobrych przykładów
☐ Zawiłe i niejednoznaczne przepisy
☐ Trudności w pozyskaniu środków finansowych
☒ Inne, proszę podać jakie Brak zewnętrznej przyczyny

4. Czy działania w obszarze wynalazczości są kontynuowane?
☐ Tak, praca naukowa jest kontynuowana, są lub będą nowe wynalazki
☐ Tak, gdyż wynika to z mojego charakteru (ciekawość, kreatywność)
☒ Tak, wynika to z rodzaju mojej pracy zawodowej
☐ Nie, zmieniono zainteresowania i pracę
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

5. Czy uważasz, że wynalazcy nie powinni zajmować się komercjalizacją?
☐ Tak, komercjalizacją powinny zajmować się inne specjalistyczne zespoły i dzielić zyskami
☐ Wynalazcy powinni sami prowadzić proces, bo tylko wtedy osiągną korzyści finansowe
☒ Powinny to prowadzić zespoły przy współudziale wynalazców.
☐ Nie mam zdania na ten temat
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………

6. Czy pomimo rezygnacji z komercjalizacji są prowadzone prace związane z rozwiązaniem?
☐ Tak, badania prowadzone w celach poznawczych
☐ Tak, badania prowadzone jako element rozwoju naukowego (publikacje)
☐ Tak, jako droga do powstania innych wynalazków, odpowiednich dla komercjalizacji
☒ Nie, zaniechano badań dotyczących tego rozwiązania
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………


7. Czy w przypadku nowego rozwiązania Twórcy podejmą proces komercjalizacji?
☐ Tak, na skutek zmiany poglądów na temat komercjalizacji
☒ Tak, ale po pozytywnych zmianach warunków zewnętrznych
☐ Raczej nie, ale nie jest to decyzja arbitralna
☐ Nie, z tych samych powodów co poprzednio
☐ Inne, proszę podać jakie ………………………………………


Proszę o uwagi dotyczące Państwa udziału w Konkursie Student-Wynalazca:

Bardzo dobry konkurs dla wszystkich młodych wynalazców, którzy wiążą swoją karierę z kreatywnym działaniem.