Zespół modyfikacji polimerów i technologii otrzymywania dodatków do tworzyw sztucznych

Kierownik grupy badawczej: 

Dr hab. inż. Anna Marzec, profesor uczelni

Członkowie grupy:

dr inż. Bolesław Szadkowski,

mgr inż. Jakub Lisowski,

mgr inż. Dorota Latańska-Wulw,

mgr inż. Małgorzata Główczyńska,

inż. Julia Kietlińska

inż. Izabela Myjak

inż. Katarzyna Kirchof

Kacper Szeliga

Kalina Kos

Małgorzata Mrozik

Zespół badawczy koncentruje się na projektowaniu, modyfikacji i zastosowaniu nowoczesnych materiałów polimerowych o szerokim spektrum funkcjonalności. Nasze badania obejmują zarówno tradycyjne kompozyty polimerowe, jak i innowacyjne biokompozyty, z wykorzystaniem napełniaczy mineralnych, surowców odpadowych, ekstraktów roślinnych oraz biopolimerów.

Szczególny nacisk kładziemy na rozwój inteligentnych materiałów i powłok reagujących na czynniki zewnętrzne, takie jak temperatura, światło czy pH, które mogą znaleźć zastosowanie w nowoczesnych systemach „smart packaging”. Opracowujemy także specjalistyczne powłoki kamuflażowe oraz innowacyjne filmy i powłoki biopolimerowe o właściwościach przeciwbakteryjnych, przeciwgrzybiczych i przeciwwirusowych, dedykowane branży medycznej, spożywczej, rolniczej i wojskowej.

Dodatkowo rozwijamy nowe substancje barwiące i kompozyty polimerowe o podwyższonej stabilności chemicznej, odporności na UV i wysokie temperatury oraz innych ulepszonych właściwościach użytkowych. Nasza praca łączy podstawowe badania naukowe z praktycznymi aplikacjami, tworząc materiały gotowe do wdrożenia w przemyśle, medycynie i technologii ochrony środowiska.

- Modyfikacja napełniaczy i bionapełniaczy (m.in. krzemionka, hydrotalkit, sepiolit, wermikulit, wodorotlenki glinowo-magnezowe, sadza, nanorurki i nanowłókna węglowe, grafen, perlit) oraz ocena ich potencjału aplikacyjnego w materiałach polimerowych.

- Otrzymywanie i charakterystyka hybrydowych napełniaczy i pigmentów o ulepszonych właściwościach fizykochemicznych.

- Projektowanie nowych biokompozytów polimerowych opartych na chitozanie, chitynie, skrobi, celulozie czy żelatynie, z zastosowaniami w medycynie, przemyśle spożywczym i rolnictwie.

- Naturalne dodatki o działaniu bakteriobójczym, przeciwgrzybiczym i przeciwwirusowym, wykorzystywane w innowacyjnych powłokach i filmach ochronnych.

- Wprowadzanie środków zapachowych i funkcjonalnych dodatków do materiałów polimerowych.

- Opracowanie strategii poprawy stabilności termicznej i chemicznej barwników naturalnych oraz ich integracja w kompozytach polimerowych.

- Polimery inteligentne i kompozyty reagujące na czynniki zewnętrzne, takie jak temperatura, pH, światło, wykazujące odwracalne przewodnictwo elektryczne czy zmianę barwy.

- Barwne indykatory pH oraz materiały „smart” do monitorowania środowiska.

- Projektowanie i charakterystyka kompozytów o zwiększonej odporności na starzenie, zmniejszonej palności oraz kontrolowanej przepuszczalności par i gazów.

- Modyfikacja kompozytów polimerowych w celu uzyskania materiałów o precyzyjnie zdefiniowanych właściwościach użytkowych, dopasowanych do konkretnych aplikacji przemysłowych i medycznych.

- Synteza nowych, niemigrujących środków barwiących do polimerów o wysokiej stabilności i bezpieczeństwie stosowania.

Nasz zespół od lat zdobywa uznanie zarówno w kraju, jak i za granicą za innowacyjne badania i przełomowe wynalazki w dziedzinie materiałów polimerowych i biopolimerowych. W ciągu ostatnich kilku lat zostaliśmy wyróżnieni w prestiżowych konkursach i na międzynarodowych wystawach wynalazków:

• „Łódzkie EUREKA 2024” – wyróżnienie zespołowe w kategorii „Technika” za proekologiczną biopolimerową powłokę ochronną o właściwościach antybakteryjnych, antygrzybiczych i przeciwwirusowych.
• Nagroda 2. miejsca w konkursie „Eureka! DGP 2024 – Odkrywamy Polskie Wynalazki” za bioaktywną włókninę na bazie kompozytu biopolimerowego o działaniu antybakteryjnym, antygrzybiczym i antywirusowym.
• Liczne nagrody za najlepsze postery na międzynarodowych konferencjach, m.in. podczas „Chitin and its Derivatives Conference 2025” oraz ICNF 2025 w Lizbonie.
• Medale i nagrody specjalne na międzynarodowych wystawach wynalazków, w tym srebrne i złote medale w Genewie, Tajlandii i Tajwanie, za rozwiązania takie jak bioaktywne włókniny i materiały biodegradowalne o właściwościach antybakteryjnych, antygrzybiczych i przeciwwirusowych.
• Brązowe medale podczas międzynarodowych targów wynalazków za innowacyjne materiały kamuflażowe do zastosowań wojskowych i operacyjnych.
• Wyróżnienia branżowe, m.in. od firmy Saint-Gobain za badania nad naturalnymi dodatkami zwiększającymi właściwości antybakteryjne biotkanin.

Nasz zespół umożliwia realizację prac dyplomowych oraz wolontariatu dla studentów wszystkich kierunków studiów na Wydziale Chemicznym (Technologia Chemiczna, Chemia, Chemia Budowlana, Nanotechnologia, Analityka Chemiczna, ABIOM, Technologie Nowoczesnych Materiałów Funkcjonalnych, Menadżer Produktów Chemicznych), których tematyka wpisuje się w zakres prac badawczych zespołu (wymienione powyżej). Jesteśmy również otwarci na realizowanie prac dyplomowych opartych na indywidualnych zainteresowaniach naukowych studentów. W ramach wykonywanych badań studenci będą mogli zapoznać się z metodami modyfikacji i badań dodatków do tworzyw sztucznych, jak również aparaturą przeznaczoną do otrzymywania i charakteryzowania kompozytów polimerowych.

Zespół prowadzi szeroko zakrojoną współpracę badawczo-rozwojową i oferuje możliwość realizacji przez studentów projektów badawczych z licznymi przedsiębiorstwami oraz polskimi i zagranicznymi instytutami naukowymi, takimi jak np.:

- Claude Bernard University (Lyon, Francja)

- Max Planck Institute for Polymer Research (Mainz, Niemcy)

- Tomas Bata University (Zlin, Czechy)

- Prince of Songkla University (Songkhla, Tajlandia)

- Polytechnic University of Catalonia (Barcelona, Hiszpania)

- Universiti Sains Malaysia (Penang, Malezja)

- Politechnika Gdańska (Gdańsk, Polska)

- Uniwersytet Jana Kochanowskiego (Kielce, Polska)

Jako zespół Politechniki Łódzkiej prowadzimy badania i wdrożenia w obszarze biokompozytów o właściwościach bakteriostatycznych. Nasze technologie ograniczają rozwój bakterii na powierzchniach, poprawiają bezpieczeństwo i trwałość produktów. Wyniki prac stały się fundamentem akademickiego spin-offu Biofresh — startupu działającego w ścisłej współpracy z PŁ. Projekt otrzymał dofinansowanie z NCBR, co pozwala nam szybciej przejść od laboratorium do przemysłu. Realizujemy zlecenia B+R, prototypowanie, walidacje i transfer technologii miedzy innymi dla sektorów: opakowania aktywne, textylia, filtracja. Stawiamy na mierzalne efekty, ochronę własności intelektualnej i otwartą współpracę z biznesem.

1. Szadkowski B., Koynov K., Graf R., Rogowski J., Śliwka-Kaszyńska M., Marzec A., Molecularly anchored colorants: Towards enhancing PLA packaging composites with multifunctional and sustainable blue hybrid pigments, Industrial Crops and Products 236 (2025) 122076. DOI: 10.1016/j.indcrop.2025.122076 (IF= 6.2) (MNiSW= 200)

2. Szadkowski B., Śliwka-Kaszyńska M., Koynov K., Marzec A., Multi-functional smart polylactide bio-packaging systems containing pH-responsive and fluorescent hybrid pigments: A comparative analysis of the different classes of natural dyes and inorganic supports, Food Chemistry 493 (2025) 146017.
DOI: 10.1016/j.foodchem.2025.146017 (IF= 9.8) (MNiSW= 200).

3. Salaeh S., Das A., Marzec A., Thongnuanchan B., Szadkowski B., Wießner S., Structure−Property Relationship of Diamine Cross-Linked Acrylate-Modified Natural Rubber: Improving Mechanical Properties, Shape Memory Behavior, and Thermal Stability of the Vulcanizates, ACS Applied Polymer Materials 7 (2025) 8335-8350. DOI: 10.1021/acsapm.5c01671 (IF= 4.7) (MNiSW= 20).

4. Szadkowski B., Śliwka-Kaszyńska M., Marzec A., Improving compatibility between coffee or black tea ground wastes and polymer matrix via silane treatment for production sustainable biofillers, Scientific Reports 15 (2025) 13554. DOI: 10.1038/s41598-025-97980-7 (IF= 3.8) (MNiSW= 140).

5. Lisowski J., Marzec A., Szadkowski B., Rybiński P., Żukowski W., Berkowicz-Płatek G., Bradło D., Reduction of Microplastic Content, Toxicity, and CO₂ Footprint in Façade Plasters Through Substitution of Organic Binders with Water Glass Compounds, Clean Technologies and Environmental Policy 27 (2025) 4667-4684. DOI: 10.1007/s10098-025-03148-2 (IF= 4.2) (MNiSW= 140).

6. Szadkowski B., Rybiński P., Sarlin E., Marzec A., Bio-functionalization of fillers with natural phytic acid for sustainable flame-retardant agents for natural rubber composites, Industrial Crops and Products 222 (1) (2024) 119504. DOI: 10.1016/j.indcrop.2024.119504 (IF= 5.6) (MNiSW= 200).

7. Szadkowski B., Raj W., Beyou E., Pietrasik J., Marzec A., Designing pH-Responsive Alizarin Hybrids with Easily Tunable Physicochemical Properties via Polymer Grafting, Dyes and Pigments 229 (2024) 112299. DOI: 10.1016/j.dyepig.2024.112299 (IF= 4.5) (MNiSW= 100).

8. Szadkowski B., Śliwka-Kaszyńska M., Marzec A., Bioactive and biodegradable cotton fabrics produced via synergic effect of plant extracts and essential oils in chitosan coating system, Scientific Reports 14 (2024) 8530. DOI: 10.1038/s41598-024-59105-4 (IF= 4.6) (MNiSW= 140).

9. Szadkowski B., Marzec A., Kuśmierek M., Piotrowska M., Moszyński D., Functionalization of bamboo fibers with lawsone dye (Lawsonia inermis) to produce bioinspired hybrid color composite with antibacterial activity, International Journal of Biological Macromolecules 259 (2024) 129178. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.129178 (IF= 8.025) (MNiSW= 100).

10. Szadkowski B., Marzec A., Chitosan vs chitin: Comparative study of functional pH bioindicators synthesized from natural red dyes and biopolymers as potential packaging additives, Food Hydrocolloids 150 (2024) 109670. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2023.109670 (IF= 11.0) (MNiSW= 140).

1. Szadkowski B., Marzec A., „Biokompozycja elastomerowa na bazie kauczuku naturalnego, przeznaczona na wyroby gumowe o obniżonej palności oraz dobrych właściwościach mechanicznych” – nr 247623 (maj 2025)
2. Szadkowski B., Marzec A., „Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby gumowe zmieniające barwę pod wpływem zmiennego pH środowiska” – nr 247611 (maj 2025)
3. Szadkowski B., Marzec A., „Barwna kompozycja polimerowa przeznaczona na wyroby o podwyższonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV” – nr 247612 (maj 2025)
4. Marzec A., Piotrowska M., Szadkowski B., Kuśmierek M., „Sposób otrzymywania trudno rozpuszczalnej formy lawsonu o właściwościach antybakteryjnych” – nr P. 244935 (styczeń 2024)
5. Marzec A., Szadkowski B., Haller M., „Sposób otrzymywania włókniny aktywnej przeciwdrobnoustrojowo” – nr 244271 (październik 2023).
6. B. Szadkowski, A. Marzec, M. Zaborski, „Barwna kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie ultrafioletowe” P. 238199 (2021).
7. A. Marzec, B. Szadkowski, M. Zaborski, „Zastosowanie laków pigmentowych barwników azowych” P. 237418 (2021).
8. B. Szadkowski, A. Marzec, M.., Zaborski M., „Sposób wytwarzania kompozytowych laków pigmentowych” P. 237208 (2020).
9. B. Szadkowski, A. Marzec, „Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby gumowe wykazujące transparentność” P. 236509 (2020).
10. B. Szadkowski, M. Pingot, M. Zaborski, M. Masłowski, „Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby gumowe o odwracalnym przewodnictwie elektrycznym” nr P-420999 (2020).

1. SONATA 2024/55/D/ST11/00352 Hybrydowe struktury pigmentowe o wysokiej stabilności oraz kontrolowanych właściwościach funkcjonalnych,  miejsce realizacji: Instytut Technologii Polimerów i Barwników PŁ, Źródło finansowania Narodowe Centrum Nauki (2025-2028) – kierownik grantu,
2. MINIATURA 2022/06/X/ST5/00130 Projektowanie i analiza właściwości fizykochemicznych proekologicznych środków barwiących o zdefiniowanych cechach funkcjonalnych, miejsce realizacji: Instytut Technologii Polimerów i Barwników PŁ, Źródło finansowania Narodowe Centrum Nauki (2022-2023) – kierownik grantu,
3. Projekt badawczy INKUBATOR 4.0, Ekologiczne tkaniny filtracyjne o właściwościach antybakteryjnych, źródło finansowania: MNiSW POIR 4.4, 02.2021-07.2021
4. Projekt badawczy INKUBATOR 4.0, Otrzymanie materiałów kamuflażowych do celów wojskowych i operacyjnych, projekt badawczy INKUBATOR 4.0, źródło finansowania: MNiSW POIR 4.4, 06.2021-12.2021
5. MINIATURA 1/2017/01/X/ST5/01105 Wpływ warstwowych wodorotlenków magnezowo-glinowych na kolor i stabilność laków pigmentowych, miejsce realizacji: Instytut Technologii Polimerów i Barwników PŁ, Źródło finansowania Narodowe Centrum Nauki (2017-2018) – kierownik grantu,
6. LIDER/32/0139/L-7/15/NCBR/2016 Opracowanie technologii otrzymywania biodegradowalnych materiałów opakowaniowych (poliestrowych) zawierających substancje pochodzenia roślinnego, miejsce realizacji: Instytut Technologii Polimerów i Barwników PŁ, rodzaj udziału: członek głównego zespołu badawczego. Źródło finansowania Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Lider 7 edycja (lata 2016-2019).
7. POIG 01.01.02-10-123/09 Zastosowanie biomasy do wytwarzania materiałów polimerowych przyjaznych środowisku, miejsce realizacji: Instytut Technologii Polimerów i Barwników PŁ, rodzaj udziału: wykonawca zadania. Źródło finansowania UE, (lata 2012-2014),
8. POIG 01.03.01-30-173/09/00 Silseskwiosany jako napełniacze i modyfikatory w kompozytach polimerowych, miejsce realizacji: Instytut Technologii Polimerów i Barwników PŁ, rodzaj udziału: wykonawca zadania. Źródło finansowania UE, (lata 2010- 2013),
9. Projekt rozwojowy 08.08.2017/R05001003 Opracowanie technologii otrzymywania pigmentów kompozytowych zawierających pochodne benzotiazyny i ich zastosowanie w polimerach, miejsce realizacji: Instytut Technologii Polimerów i Barwników PŁ, rodzaj udziału: wykonawca zadania. Źródło finansowania KBN, (lata 2007-2010).
10. Projekt badawczy 3T09B01928/1156 Lapachol - synteza i zastosowanie do wyrobu poliamidowych nici chirurgicznych o właściwościach antyseptycznych, miejsce realizacji: Instytut Technologii Polimerów i Barwników PŁ, rodzaj udziału: wykonawca zadania. Źródło finansowania KBN, (lata 2005-2008).