FASCYNUJĄCE POLIMERY-WYWIAD.PDF

Fascynuj¹ce polimery

Z prof. dr. hab. Krzysztofem MATYJASZEWSKIM, profesorem Uniwersytetu Carnegie Mellon

w Pittsburgu (USA) oraz Centrum Badañ Molekularnych i Makromolekularnych PAN

w £odzi, tegorocznym laureatem nagrody Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej

w dziedzinie nauk technicznych, rozmawia Jerzy Bojanowicz.

t Co sk³oni³o Pana do wyjazdu do USA?

t Studiowa³em na Wydziale Chemicznym Po-

litechniki £ódzkiej, a potem w Instytucie Petro-

chemicznym w Moskwie, gdzie w 1972 r. uzy-

ska³em dyplom magistra in¿yniera. Wyró¿niaj¹-

cym siê studentom proponowano wówczas sty-

pendia w krajach tzw. demokracji ludowej

mnie zaproponowano Moskwê. Zdecydowa-

³em siê trochê z ciekawoci, ale g³ównie dla-

tego, ¿e moja babka by³a bia³¹ emigrantk¹,

która w 1920 r. przyjecha³a do Polski, za³o¿y³a

rodzinê i wiele o Rosji opowiada³a. Chcia³em

odnaleæ jej rodzinê. Uda³o siê i by³y to bardzo

wzruszaj¹ce chwile.

Po zrobieniu doktoratu w 1976 r. w PAN

w £odzi, pod opiek¹ prof. Stanis³awa Penczka,

wyjecha³em na sta¿ podoktorancki do USA na

Florydê. Wróci³em po roku do £odzi, gdzie zrobi³em habilitacjê na

Politechnice £ódzkiej. W latach 1984-85 pracowa³em na Uniwer-

sytecie Paryskim jako visiting professor w laboratorium kierowa-

nym przez prof. Sigwalta. Musia³em wówczas podj¹æ ¿yciow¹ decy-

zjê: co dalej? By³em po doktoracie i habilitacji, a w Polsce choæ

by³em ju¿, dziêki licznym publikacjom oraz renomie mojego szefa i

opiekuna naukowego, rozpoznawany jako naukowiec nie otrzy-

ma³em ¿adnej ciekawej oferty. Chcia³em kontynuowaæ moj¹ na-

ukow¹ pasjê i wtedy pojawi³o siê zaproszenie z bardzo renomowa-

nego amerykañskiego Uniwersytetu Carnegie Mellon w Pittsburgu.

Na pocz¹tku dosta³em pewne wstêpne fundusze na badania,

ale potem wszystko zale¿a³o ju¿ od grantów, które mo¿na by³o

otrzymaæ z przemys³u albo z kilku organizacji rz¹dowych, jak NSF

(National Science Foundation), NIH (National Institute of Health),

DoE (Department of Energy) itd. Uniwersytet zapewni³ mi prze-

strzeñ laboratoryjn¹, ale ca³e wyposa¿enie musia³em zorganizo-

waæ sam. Oczywicie, dalsza kariera zale¿a³a od osi¹ganych wy-

ników. Po 8 latach awansowa³em na stanowisko profesora zwy-

czajnego (full professor). W latach 1994-98 by³em dziekanem Wy-

dzia³u Chemicznego, a w 1998 r. odziedziczy³em po laure-

acie Nagrody Nobla Johnie Popleu tytu³ J.C. Warner Professor

of Natural Sciences. W bie¿¹cym roku otrzyma³em tytu³ Uni-

versity Professor.

Istota procesu polega na spowolnieniu wzro-

stu ³añcucha i wyd³u¿eniu czasu jego ¿ycia z ok.

1 sekundy do kilku godzin. W tym czasie mo¿na

wykonaæ wiele syntetycznych operacji, dodaæ

inny monomer i zrobiæ blokowy kopolimer,

wprowadziæ pewne grupy funkcyjne itd. Jedno-

czenie, przez szybkie zainicjowanie polimery-

zacji, wszystkie ³añcuchy rosn¹ równoczenie.

U¿ycie multifunkcyjnych inicjatorów pozwala na

otrzymanie polimerów o po¿¹danej architektu-

rze makrocz¹steczki (o strukturach przypomina-

j¹cych gwiazdy, grzebienie, szczotki do mycia

butelek itd.), jak równie¿ kopolimerów niemo¿-

liwych do otrzymania metod¹ klasycznej (nie-

kontrolowanej) polimeryzacji rodnikowej.

Natomiast spowolnienie procesu polega na

tym, ¿e rodnik na koñcu ³añcucha jest w równo-

wadze z nieaktywnym centrum bêd¹cym w stanie upienia. Na

koñcu ³añcucha makrocz¹steczki jest najczêciej atom halogenu

(chlor, brom), ale mog¹ te¿ byæ inne grupy funkcyjne. U¿ywamy

specjalnych katalizatorów, które szalenie przyspieszaj¹ proces wy-

miany pomiêdzy aktywnymi i pi¹cymi ³añcuchami.

t Jak dosz³o do odkrycia tej metody?

t Próbowalimy kilku syntetycznych metod kontroli polimeryza-

cji rodnikowej i po prawie 2 latach doszlimy do ATRP (metoda

polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu). Jednak od

pierwszych obiecuj¹cych wyników do zrozumienia i pe³nej kon-

troli procesu potrzeba by³o kilku lat i kilku doktoratów.

Wydaje mi siê, ¿e odkrylimy wiele nowych metod w synte-

tycznej chemii polimerów (i nie tylko), ale nie na tym polega

waga odkrycia naukowego. Czasami udaje siê zrobiæ co, o czym

wszyscy marz¹, a potem to rozwi¹zanie staje siê trywialnie pro-

ste. Tak pewnie by³o w przypadku ATRP. Po kilku tygodniach

zdalimy sobie sprawê, ¿e to jest w³anie to. Wówczas uda³o

mi siê namówiæ kilku studentów i sta¿ystów podoktoranckich

na dalsze badania. Oczywicie trzeba by³o równie¿ znaleæ na

nie fundusze.

t Jakie znaczenie ma odkryta przez Pana nowa metoda

kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej?

t Trudno mi oceniaæ znaczenie w³asnej pracy naukowej. Wpro-

wadzona przez nas metoda polimeryzacji rodnikowej z przenie-

sieniem atomu sta³a siê bardzo popularn¹ syntetyczn¹ metod¹ i

obecnie na wiecie na ten temat ukazuje siê ponad 10 prac tygo-

dniowo. Pierwsza praca na temat ATRP by³a cytowana ponad 1000

razy, a ogólna liczba cytowañ naszych prac w ci¹gu ostatnich 10 lat

przekracza 10 tys. Dziêki temu jestem obecnie w pierwszej

10. najbardziej cytowanych chemików na wiecie. Dodam jed-

nak, ¿e najczêciej cytowane s¹ tzw. pierwsze prace albo prace

przegl¹dowe.

Metoda polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu ma

nie tylko zastosowanie w klasycznej technologii polimerów, ale sta-

nowi równie¿ nowe narzêdzie w nanotechnologii i in¿ynierii mole-

kularnej. Kontrola postaci makrocz¹steczki pozwala na uzyskanie

t W 1995 r. po raz pierwszy opublikowa³ Pan artyku³ do-

tycz¹cy metody kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej.

Na czym polega³a jej innowacyjnoæ?

t Mam ogromny respekt dla prof. Penczka z Centrum Badañ

Molekularnych i Makromolekularnych Polskiej Akademii Nauk

(CBMiM PAN) w £odzi, który wprowadzi³ mnie w fascynuj¹cy wiat,

chemii polimerów. Pracuj¹c w jego zespole, robi¹c doktorat, a po-

tem habilitacjê, zajmowa³em siê ¿yj¹c¹ lub kontrolowan¹ poli-

meryzacj¹ kationow¹. W USA pracowa³em z polimerami nieorga-

nicznymi, ale kontrolowanie polimeryzacji rodnikowej by³o zawsze

wielkim wyzwaniem. Wyzwaniem nie tylko dla mnie, ale tak¿e dla

wielu chemików pracuj¹cych w tej dziedzinie. Przez d³ugi okres

wydawa³o siê to niemo¿liwe do zrealizowania ze wzglêdu na krót-

ki czas ¿ycia rodników.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: