Rafał Bielas

Moja tematyka badawcza obejmuje głównie badana nad wytwarzaniem i charakteryzacją emulsji stabilizowanych cząstkami stałymi, czyli tzw. emulsji Pickeringa. Stabilne emulsje Pickeringa można efektywnie wytwarzać używając do tego nie tylko homogenizacji ultradźwiękowej, ale także stałego pola elektrycznego, które przyśpiesza proces łączenia się kropel i tworzenia wokół nich trwałej otoczki z cząstek. Proces ten z sukcesem można kontrolować używając spektroskopii ultradźwiękowej.

W ramach opublikowanych w ostatnich latach prac wraz z zespołem pokazaliśmy, że nanocząstki tlenków żelaza nadają się także do stabilizowania emulsji, a gdy poddane działaniu zmiennego pola magnetycznego, wytwarzają energię cieplną, którą można by w przyszłości wykorzystywać albo do tzw. hipertermii magnetycznej albo, do wytwarzania kapsułek, tj. kropel, które, po spieczeniu, na powierzchni nie posiadają już cząstek, ale zwartą otoczkę. Badania nad wytwarzaniem takich kapsułek były i są nadal wykonywane w ramach projektu PRELUDIUM 18 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (nr projektu: 2019/35/N/ST5/00402).

Nowym zagadnieniem badawczym, którym w ostatnim czasie się zajmowałem było także wytwarzanie magnetycznych liquid marbles, kropel stabilizowanych przez cząstki, ale umieszczonych nie w fazie ciekłej, a tworzonych w powietrzu. W ramach tych badań udało się wytworzyć liquid marbles z cieczą magnetyczną w środku, która pod wpływem nagrzewania magnetycznego wyparowuje, a pozostała skorupka, częściowo utwardzona, może być użyta ponownie. Ciecz magnetyczna mogła być także wytworzona na podstawie tzw. magnetozomów, cząstek magnetycznych wyekstrahowanych ze specjalnego gatunku bakterii, które mają duże potencjalne znaczenie w zastosowaniach biomedycznych. Pokazaliśmy, że takie magnetozomowe liquid marbles można transportować i nimi manipulować na różne sposoby używając pola magnetycznego. Badania te były wykonywane w międzynarodowym zespole we współpracy z Instytutem Fizyki Eksperymentalnej Słowackiej Akademii Nauk w Koszycach.

1. R. Bielas, T. Kubiak, M. Molcan, B. Dobosz, M. Rajnak, A. Józefczak, Biocompatible Hydrogel-Based Liquid Marbles with Magnetosomes. Materials, 17.1 (2024).

2. R. Bielas, T. Kubiak, P. Kopčanský, I. Šafařík, A. Józefczak, Tunable particle shells of thermo-responsive liquid marbles under alternating magnetic field, Journal of Molecular Liquids 391 (2023): 123283.

3. R. Bielas, B. Jameel. A. Skumiel, M. Timko, P. Kopčanský, A. Józefczak, Magnetic Pickering emulsions heated in a rotating magnetic field. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 563 (2022): 169946.

4. R. Bielas, B. Jameel, A. Józefczak, Monitoring of Pickering emulsion stability during magnetic heating using ultrasound measurements, Measurement 178 (2021): 109431.

5. R. Bielas, T. Hornowski, K. Paulovičová, M. Rajňák, A. Józefczak, The effect of magnetic particles covering the droplets on the heating rate of Pickering emulsions in the AC magnetic field, Journal of Molecular Liquids 320 (2020): 114388

6. R. Bielas, D. Surdeko, K. Kaczmarek, A. Józefczak, The potential of magnetic heating for fabricating Pickering-emulsion-based capsules, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 192 (2020) 111070.

7. R. Bielas, Z. Rozynek, T. Hornowski, A. Józefczak, Ultrasound control of oil-in-oil Pickering emulsions preparation, Journal of Physics D: Applied Physics, 53 (2020): 085301.