ProjektyZespół badaczy z udziałem dr hab. prof. UKSW Renaty Rybakiewicz-Sekita – pracowniczki Instytutu Nauk Chemicznych WMP.SNŚ UKSW – odniósł wyjątkowy sukces, opracowując pierwszy organiczny tranzystor elektrochemiczny (OECT) o ambipolarnych właściwościach, zdolny do pracy w środowisku wodnym. Warstwa aktywna urządzenia została utworzona bezpośrednio w kanale tranzystora metodą elektropolimeryzacji.
To przełomowe rozwiązanie opiera się na nowatorskiej metodzie tworzenia cienkich, hydrofilowych warstw półprzewodzących poprzez elektropolimeryzację – czyli proces syntezy polimeru pod wpływem przepływu prądu. W rezultacie uzyskano materiał o precyzyjnie kontrolowanych właściwościach elektrochemicznych, wykazujący ambipolarne przewodnictwo, czyli zdolność do transportu zarówno elektronów, jak i dziur elektronowych, w zależności od przyłożonego potencjału.
Stosując to innowacyjne podejście, zespół naukowców skutecznie wyeliminował dotychczasowe ograniczenia technologiczne. Przede wszystkim zredukowano niekorzystne zjawisko pułapkowania ładunku elektrycznego na atomach palladu, który pozostawał w tradycyjnie stosowanych polimerach. Ponadto znacząco ograniczono zużycie monomerów oraz umożliwiono formowanie warstw polimerowych bezpośrednio w strukturze urządzenia.
Odkrycie to otwiera nowe perspektywy dla zastosowania tego typu tranzystorów w zaawansowanych rozwiązaniach z zakresu neuroelektroniki oraz technologii neuromorficznych.
Rezultaty badań interdyscyplinarnego zespołu, w skład którego weszli: dr hab. Renata Rybakiewicz-Sekita, prof. (Instytut Nauk Chemicznych UKSW), mgr inż. Roman Gańczarczyk (Wydział Chemiczny PW), prof. dr hab. inż. Adam Proń (Wydział Chemiczny PW), mgr inż. Magdalena Rudowska (Wydział Chemiczny PW), a także prof. Eric D. Głowacki (CEITEC, Brno) i dr Maciej Gryszel (LiU, Szwecja), zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym Small (IF = 13,0, MNiSW = 200 pkt.) pod tytułem: „In situ electropolymerized ambipolar copolymers for vertical OECTs”. Link do publikacji: https://doi.org/10.1002/smll.202411219
Grant SONATA
Dr hab. Renata Rybakiewicz-Sekita, prof. ucz. otrzymała prestiżowy grant SONATA, przyznawany przez Narodowe Centrum Nauki. Kwota dofinansowania projektu wynosi 1 920 850 zł.
Projekt badawczy nosi tytuł: „Ambipolarne polimery przewodzące elektronowo i jonowo do zastosowania w organicznych tranzystorach elektrochemicznych” i koncentruje się na opracowaniu nowoczesnych materiałów elektroaktywnych, które łączą przewodnictwo elektronowe i jonowe. Ta unikalna właściwość jest kluczowa dla rozwoju nowej generacji urządzeń elektronicznych, takich jak organiczne tranzystory elektrochemiczne (OECT), mających ogromny potencjał zastosowania m.in. w biosensorach i bioelektronice.
Jak podkreśla prof. Rybakiewicz-Sekita:
Ten projekt to wyjątkowa szansa na rozwój materiałów, które mogą tworzyć pomost między organzynami żywymi a elektroniką. Liczę na to, że nasze badania nie tylko pozwolą lepiej zrozumieć złożone procesy zachodzące w organicznych tranzystorach elektrochemicznych, ale także staną się podstawą nowych rozwiązań technologicznych służących zdrowiu i poprawie jakości życia.
Projekt będzie realizowany we współpracy z zagranicznymi zespołami badawczymi specjalizującymi się w bioelektronice, zarówno w kontekście badań in vitro, jak i in vivo.
Pełne wyniki konkursów OPUS 28 i SONATA 20 dostępne są na stronie Narodowego Centrum Nauki.
25 czerwca 2025
