Problematyka badawcza Katedry Fizyki Molekularnej obejmuje szeroki zakres zagadnień z dziedziny fizyki i fizykochemii organicznego ciała stałego, a w okresie kilkunastu lat po utworzeniu Katedry rozwinęły się nowe kierunki badań, uwzględniające najnowsze światowe trendy badań, m.in. z zakresu nanotechnologii i elektroniki organicznej, realizowanych z wykorzystaniem zaawansowanych technik badawczych.
GŁÓWNE KIERUNKI BADAŃ PROWADZONYCH W KATEDRZE:
1. Wytwarzanie i badanie właściwości elektrycznych i opto-elektrycznych materiałów organicznych i hybrydowych oraz elementów elektroniki organicznej:
- przewodnictwo stało- i zmiennoprądowe kompozytów i nanokompozytów polimerowych (w tym polimerów domieszkowanych siateczkowo)
- fotoluminescencja i termoluminescencja półprzewodników organicznych
- fotoprzewodnictwo i fotogeneracja fotoprzewodników organicznych
- efekt polowy (organiczne tranzystory z efektem polowym)
- elektroluminescencja (organiczne diody elektroluminescencyjne, organiczne tranzystory z efektem polowym emitujące światło)
- efekt fotowoltaiczny (organiczne i hybrydowe ogniwa fotowoltaiczne)
2. Synteza i badania struktury i mechanizmów przejść fazowych hydrożeli i mezomorficznych biopolimerów stosowanych jako:
- nośniki leków
- kompozyty anizotropowe
3. Synteza i badania nanokompozytów hybrydowych i nanokrystalicznych warstw tlenków metali:
- nanoustrukturyzowane warstwy TiO2 dla hybrydowych ogniw słonecznych
- kompozyty polimerowe z funkcjonalizowanymi nanocząstkami tlenków metali o wysokiej przenikalności elektrycznej dla tranzystorów z efektem polowym i superkondensatorów
4. Preparatyka i badania wielofunkcyjnych sensorów zbudowanych w oparciu o:
- molekularnie drukowane polimery
- organiczne tranzystory z efektem polowym
5. Mikrospektroskopia Ramana układów organicznych i wieloskładnikowych:
- oddziaływania międzycząsteczkowe w układach polimerowych
- analiza hydrożeli i struktury wody
- badanie morfologii kompozytów polimerowych
- struktura polimerów amorficznych
- analiza cienkich warstw organicznych, nieorganicznych i hybrydowych
- analiza skał i minerałów
6. Szerokopasmowa spektroskopia dielektryczna materiałów organicznych:
- dynamika molekularna polimerów, kompozytów polimerowych i hydrożeli
- spektroskopia impedancyjna półprzewodników organicznych
7. Symulacje właściwości statycznych i dynamicznych złożonych układów ciekłych:
- dynamika polimerów, agregacja, polimeryzacja, ewolucja frontów reakcji, separacja faz
- obliczenia kwantowo-mechaniczne
- symulacje dynamiką molekularną