Szkoła Doktorska nr 1

Tematyka badawcza dla Szkoły Doktorskiej nr 1 w ramach dyscypliny inżynieria chemiczna jest oferowana u promotorów pracujących na trzech wydziałach PW: Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej (WIChiP PW), Wydziale Chemicznym (WCh PW) oraz Wydziale Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii (WBMP PW). 

WIChiP PW oferuje badania w zakresie nowoczesnych metod rozdzielania (m.in. filtracyjnych, membranowych) mieszanin oraz układów mikro- i nanodyspersyjnych w procesach technologicznych oraz ochronie  środowiska i zdrowia. Prowadzone są również doktoraty w obszarze nanotechnologii, koncentrujące się głównie na metodach wytwarzania cząstek funkcjonalnych (np. nanokatalizatorów oraz nanostruktur o zastosowaniu w medycynie). W zakresie biotechnologii i bioinżynierii rozwijane są prace nad wysokoefektywnymi systemami hodowli mikrobiologicznych, innowacyjnymi nośnikami leków oraz analizą przepływów płynów biologicznych w organizmie. W ramach klasycznej inżynierii chemicznej prowadzone są doktoraty dotyczące inżynierii reaktorów chemicznych, mechaniki płynów i bezpieczeństwa procesowego. Badaniom doświadczalnym często towarzyszy modelowanie matematyczne pozwalające na precyzyjny opis ilościowy ww. zagadnień.

Na WCh PW oferowane są badania dotyczące otrzymywania i charakterystyki polimerów funkcjonalnych (m.in. biozgodnych, biodegradowalnych, kompozytowych), otrzymywania i oceny katalizatorów do ważnych procesów przemysłowych (np. synteza NH₃, konwersja czy metanizacja CO_x, hydroodsiarczanie, utlenianie NH₃, selektywne uwodornienie), plazmowych i plazmowo-katalitycznych procesów przetwarzania substratów i modyfikowania powierzchni stałych, otrzymywania materiałów ceramicznych szczególnego zastosowania oraz kompozytów ceramika‑metal i ceramika‑grafen, a także syntezy materiałów wysoko-energetycznych i składników do paliw rakietowych.

WBMP PW oferuje badania nad procesami związanymi z technologią przerobu ropy naftowej (m.in. badania wysokodyspersyjnych naftowych układów heterofazowych,  katalizatorów przerobu ropy, dodatków uszlachetniających do paliw i środków smarowych, optymalizacja procesów rafineryjnych) oraz z ważnymi gospodarczo produktami przemysłu przetwórczego (poliolefiny oraz kompozycje bitumiczno-polimerowe, adsorbenty węglowe z kompozycji pakowo-polimerowych z wykorzystaniem odpadów tworzyw sztucznych, spoiwa cementowe), a także w zakresie zastosowań cieczy jonowych jako selektywnych rozpuszczalników w procesach ekstrakcji.

Oferta naukowa na Wydziale Inżynierii Materiałowej obejmuje szeroko pojęte materiały konstrukcyjne i funkcjonalne. Realizowane tematy prac doktorskich obejmują nowe metody wytwarzania materiałów, badania ich mikrostruktury i właściwości użytkowych.

Prace badawcze dotyczą następujących obszarów: amorficzne i nanokrystaliczne materiały magnetycznie miękkie, bioaktywne nanomateriały o strukturze 2D kryształu, biomateriały, charakterystyka materiałów odkształcanych plastycznie, ciecze nienewtonowskie, degradacja materiałów, kompozyty polimerowe materiały ceramiczne, kompozyty ceramika-metal oraz materiały biomimetyczne, materiały dla energetyki, lotnictwa i transportu, dla przemysłu wydobywczego, magnetyczne, polimerowe, ultradrobnoziarniste i nanokrystaliczne.

Badania dotyczą także obszarów metali nieżelaznych i ich stopów, metod PVD oraz PA PVD/CVD. Badania wsparte są modelowaniem komputerowym w projektowaniu materiałów, technologiami obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej zaawansowanych stali, obróbkami elektrochemicznymi i chemicznymi jak również, obróbkami powierzchniowymi w niskotemperaturowej plazmie, stopami o wysokiej entropii, syntezą mechaniczna i spiekaniem oraz szkłami metalicznymi. Doktoranci zaangażowani są w realizację projektów badawczych o zasięgu krajowym i międzynarodowym.

Oferta naukowa na Wydziale Chemicznym obejmuje bardzo szeroki wachlarz możliwości wyboru oferty badawczej poświęcony w głównej mierze materiałom. Aktywność badawcza obejmuje wysublimowane techniki syntezy m.in nanomateriałów, zaawansowanych materiałów organicznych, nieorganicznych oraz hybrydowych materiałów elektronicznych a także ich zaawansowaną charakteryzacją strukturalną. Ten nurt eksperymentalny jest dodatkowo wsparty filarem z zakresu modelowania komputerowego obliczeń kwantowo-mechanicznych oraz spektrum narzędzi jakie oferuje chemia fizyczna. W tym obszarze warte wyróżnienia są wątki poświęcone chemii związków boru, cieczom jonowym itp.
Dyscyplina nauki chemiczne obejmuje swoją aktywnością także interdyscyplinarne badania na pograniczu chemii, biochemii i medycyny, posiadając fenomenalny dorobek w zakresie sensoryki, mikrosensoryki oraz zaawansowanej diagnostyki medycznej ściśle korelujący z wysoce zaawansowaną analityką chemiczną.
Mocno osadzony w ofercie szkoły jest ultranowoczesny kierunek obejmujący mechanochemię z osiągnięciami publikacyjnymi z najwyższej półki światowej.
Na światowym poziomie plasują się również osiągnięcia i badania z zakresu magazynowania energii: ogniw litowo-jonowych, sodowo-jonowych, Li-S etc.

Nauki fizyczne reprezentowane są w Szkole Doktorskiej w następujących specjalnościach: fizyka ciała stałego, fizyka jądrowa i oddziaływań fundamentalnych i fizyka układów nadciekłych. W ramach fizyki ciała stałego prowadzone są prace z zakresu zaawansowanych materiałów do zastosowań w urządzeniach do konwersji i magazynowania energii, w sensorach gazów oraz w superkondensatorach. Badania natury podstawowej i aplikacyjnej dotyczą w szczególności przewodników superjonowych i elektronowo-jonowych, szkła metalicznego oraz nanokrystalizowanego szkła metalicznego. Badane są materiały w postaci: polikrystalicznej, nanokrystalicznej, szkło-ceramicznej oraz amorficznej. Szczególne znaczenie przywiązuje się do nanomateriałów i szkieł, które poddano nanokrystalizacji. Wydział Fizyki ma bogatą współpracę naukową z instytutami badawczymi w kraju i za granicą w tym między innymi w ośrodkach synchrotronowych (ESRF - Francja, DESY - Niemcy), a także na laserach na swobodnych elektronach (EuXFEL - Niemcy, SACLA - Japonia, SLAC - USA).
W ramach specjalności Fizyka jądrowa oferowany jest bardzo szeroki zakres badań, który obejmuje zarówno własności jąder atomowych, poprzez reakcje jądrowe do badań cząstek elementarnych: kwarków i gluonów, wymagających ogromnych energii, temperatur lub gęstości. Prowadzone są badania z wykorzystaniem antymaterii do precyzyjnych pomiarów oddziaływań fundamentalnych. Prace badawcze realizowane są we współpracy z wiodącymi ośrodkami zagranicznymi tj. CERN (Szwajcaria) i Brookhaven National Laboratory (USA), Zjednoczony Instytu Badań Jądrowych w Dubnej (Rosja). Badania są ściśle związane z Priorytetowym Obszarem Badawczym: "Fizyka Wysokich Energii i Techniki Eksperymentu" realizowanym w ramach projektu uczelni badawczej.
Specjalność Fizyka układów nadciekłych oferuje badania teoretyczne następujących układów fizycznych: kwantowych gazów atomowych, nadciekłych jąder atomowych i gwiazd neutronowych przy użyciu najpotężniejszych superkomputerów, takich jak: Summit (USA), Piz Daint (Szwajcaria), Tsubame i Cygnus (Japonia). Interesują nas zagadnienia związane z powstawaniem i dynamiką wirów kwantowych, solitonów oraz zjawisko turbulencji kwantowej. Badania ultrazimnych gazów atomowych mają ogromne znaczenie dla rodzącej się nowej dziedziny: atomtroniki.