Grupa Wieloskładnikowych i Hierarchicznych Architektur Molekularnych (WHAM)

Tematyka badań

Grupa WHAM zajmuje się konstrukcją i poznawaniem wieloskładnikowych układów molekularnych, co stanowi niezwykle ciekawy instrument w opracowywaniu strategii uzyskiwania nowych architektur molekularnych o charakterze funkcjonalnym opartym na właściwościach magnetycznych, optycznych, chiralnych czy sorpcyjnych, również przy udziale przemian fazowych i rekonstrukcji sieci krystalicznej. Interesuje nas odkrywanie zupełnie nowych architektur, uzyskiwanych w wyniku oryginalnych procesów samoskładania wybranych cząsteczek lub ich agregatów, jak również celowa konstrukcja w oparciu o architektury już poznane, w których możliwa jest wymienność składników dedykowanych do konkretnych miejsc lub całych obszarów sieci krystalicznej, bez znaczącego zaburzenia tej sieci lub z zachowaniem i powtarzalnością istotnych cech lokalnego uporządkowania molekuł. Dzięki temu, stosując zasady podejścia bloków budulcowych i tektoniki molekularnej oraz w oparciu o hierarchiczny charakter sieci molekularnej,  można w sposób kontrolowany uzyskać nowy materiał o znacząco zmodyfikowanej elektronowej strukturze walencyjnej i zmodyfikowanych właściwościach fizykochemicznych lub/i reaktywności. W ramach powyższego uzyskujemy i badamy:

• molekularne roztwory stałe o charakterze izotropowym, których właściwości zmieniają się w sposób ciągły wraz ze zmianą zawartości istotnych składników;
• molekularne kompozyty krystaliczne o charakterze domenowym, których zróżnicowane właściwości mogą współistnieć w różnych obszarach jednego obiektu;
• wielordzeniowe klastry koordynacyjne ze specjacją charakteru miejsc koordynacyjnych i indywidualnego zachowania odpowiednich jednostek kompleksowych; 
• fazy ko-krystaliczne (ko-kryształy, sole ko-krystaliczne) uwzględniające proste i wielordzeniowe kompleksy koordynacyjne.
• wielopozycyjne receptory anionów dedykowane dla wiązania i rozpoznawania kompleksów jonów metali bloku d, jako istotnych bloków budulcowych w konstrukcji połączeń wielordzeniowych.   

Naukowo-filozoficzny charakter powyższej tematyki badawczej ukształtowany został na bazie wcześniejszych doświadczeń kierownika i jego zespołu projektowego, ze szczególnym uwzględnieniem modularnej syntezy połączeń molekularnych wykazujących:

• odwracalne spinowe i strukturalne przemiany fazowe (spin-crossover, przeniesienie elektronu);
• chiralność i niecentrosymetryczność;
• efekty magnetokaloryczne;
• nieporządek strukturalny;
• słabiej poznane schematy oddziaływań niekowalencyjnych, np. anion-π z przeniesieniem ładunku.

Reprezentatywne publikacje

​

1. D. Marcinkowski, M. Kubicki, V. Patroniak, T. Muzioł, S. Chorazy, L. Shi, M. Zychowicz, A. M. Majcher-Fitas, R. Podgajny, A. Gorczyński, "Trityl-Based Lanthanide-Supramolecular Assemblies Exhibiting Slow Magnetic Relaxation", Chem. Eur. J., 2023, e202300695.
2. L. Shi, J. Kobylarczyk, K. Dziedzic-Kocurek, J. J. Stanek, B. Sieklucka, R. Podgajny, "Site Selectivity for the Spin States and Spin Crossover in Undecanuclear Heterometallic Cyanido-Bridged Clusters", Inorg. Chem., 2023, 62, 7032-7044.
3. J. Kobylarczyk, P. Pakulski, I. Potępa, R. Podgajny, "Manipulation of the cyanido-bridged Fe₂W₂ rhombus in the crystalline state: co-crystallization, desolvation and thermal treatment", Polyhedron, 2022, 224, 116028. 
4. K. Jędrzejowska, J. Kobylarczyk, D. Glosz, E. Kuzniak-Glanowska, D. Tabor, M. Srebro-Hooper, J.J. Zakrzewski, K. Dziedzic-Kocurek, T. M. Muzioł, R. Podgajny, "Supramolecular cis-“Bis(Chelation)” of [M(CN)6]3− (M = CrIII, FeIII, CoIII) by Phloroglucinol (H3PG)", Molecules, 2022, 27, 4111.
5. E. Kuzniak-Glanowska, M. Glanowski, R. Kurczab, A. J. Bojarski, R. Podgajny, "Mining anion–aromatic interactions in the Protein Data Bank" Chem. Sci., 2022, 13, 3984-3998.
6. L. Shi, J. Kobylarczyk, K. Kwiatkowski, B. Sieklucka, S. Ferlay, R. Podgajny, "Binary and Ternary Core−Shell Crystals of Polynuclear Coordination Clusters via Epitaxial Growth", Cryst. Growth Des., 2022, 22, 3413−3420.
7. T. M. Muzioł, N. Tereba, R. Podgajny, R. Pełka, D. Czernia, M. Wiśniewski, S. Koter, G. Wrzeszcz, "Sorption and Magnetic Properties of Oxalato-Based Trimetallic Open Framework Stabilized by Charge-Assisted Hydrogen Bonds", Int. J. Mol. Sci. 2022, 23(3), 1556.
8. J. Kobylarczyk, E. Kuzniak, M. Liberka, S. Chorazy, B. Sieklucka, R. Podgajny, “Modular approach towards functional multimetallic coordination clusters”, Coord. Chem. Revs., 2020, 419, 213394.
9.  E. Kuzniak, J. Hooper, M. Srebro-Hooper, J. Kobylarczyk, M. Dziurka, B. Musielak, D. Pinkowicz, J. Raya, S. Ferlay, R. Podgajny, “A concerted evolution of supramolecular interactions in a {cation; metal complex; π-acid; solvent} anion-π system” Inorg. Chem. Front., 2020, 7, 1851–1863.
10. J. Kobylarczyk, M. Liberka, J. J. Stanek, B. Sieklucka, R. Podgajny, “Tuning of the phase transition between site selective SCO and intermetallic ET in trimetallic magnetic cyanido-bridged clusters”, Dalton Trans. 2020, 49, 17321–17330.
11. E. Kuzniak-Glanowska, D. Glosz, G. Niedzielski, J. Kobylarczyk, M. Srebro-Hooper, J. G. M. Hooper, and R. Podgajny ^“Binding of anionic Pt(II) complexes in a dedicated organic matrix: towards new binary crystalline composites”, Dalton Trans. 2021, 51, 170–185.
12. E. Kuzniak-Glanowska, P. Konieczny, R. Pełka, T. Muzioł, M. Kozieł, R. Podgajny Engineering of the XY Magnetic Layered System with Adeninium Cations: Monocrystalline Angle Resolved Studies of Nonlinear Magnetic Susceptibility Inorg. Chem. 2021, 60, 10186–10198.

Współpraca naukowa

Prof. Sylvie Ferlay – Uniwersytet w Strasbourgu (Strasbourg, Francja)

 

Prof. dr Igor Koshevoy – Uniwersytet Wschodniej Finlandii (Joensuu, Finlandia)

 

Prof. dr hab. Violetta Patroniak – Uniwersytet Adama Mickiewicza w Poznaniu

 

Dr Tadeusz Muzioł – Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

 

Prof. dr hab. Andrzej Bojarski – Instytut Farmakologii PAN w Krakowie

 

Dr Piotr Konieczny – Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie

 

Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ w Krakowie

Oferta współpracy

Osoby zainteresowane możliwością wykonania pracy dyplomowej (praca doktorska, praca magisterska, praca licencjacka) począwszy od roku akademickiego 2022/23, jak również nawiązaniem współpracy naukowej proszone są o kontakt drogą elektroniczną z kierownikiem grupy (powyżej).

Poprzedni członkowie WHAM

Dr Le Shi (adiunkt badawczy w latach 2021-2022)

 

Dr Jędrzej Kobylarczyk (ukończenie doktoratu - 2022 r.)

 

Dr Emilia Kuźniak (ukończenie doktoratu - 2022 r.)