Marcin Słoma, dr hab. inż.

dr hab. inż. Marcin Słoma

e-mail: marcin.slomaSPAMFILTER@pw.edu.pl

telefon:

pokój: 156

Opis tematyki badawczej/wdrożeniowej

Dziedzina moich zainteresowań naukowych obejmuje obszar technologii elektroniki, ze szczególnym naciskiem na materiały elektroniczne i techniki wytwarzania układów elektroniki drukowanej i 3D drukowanej elektroniki strukturalnej. Przez większość mojej pracy zawodowej w jednostkach naukowych zajmowałem się problematyką związaną z opracowaniem, wytworzeniem i badaniem właściwości materiałów kompozytowych z dodatkiem fazy funkcjonalnej w postaci nanorurek węglowych, płatków grafenowych, oraz proszków metali, ceramiki, luminoforów, katalizatorów i innych rodzajów wypełniaczy funkcjonalnych. Ważnym zagadnieniem w pracach nad tymi materiałami jest określenie zależności pomiędzy doborem rodzaju i stopniem napełnienia fazy funkcjonalnej w osnowie polimerowej i właściwościami elektrycznymi, optycznymi, mechanicznymi, termicznymi i innymi ważnymi z punktu widzenia zastosowań w układach elektronicznych. Obecnie rozwijam nową gałąź badawczą, jaką jest zastosowanie technik wytwarzania przyrostowego (potocznie nazywanego drukiem 3D) do wytwarzania obwodów elektronicznych, podstawowych komponentów czy prostych układów. Badania te realizuję w ramach kierowanego grantu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, pt. „Functional heterophase materials for structural electronics”. Głównym celem projektu jest opracowanie i charakterystyka grupy materiałów kompozytowych, dostosowanych właściwościami do druku 3D elektroniki strukturalnej. Elektronika strukturalna to elementy i obwody elektroniczne będące częścią budowli, obudów i podobnych pasywnych elementów konstrukcyjnych (np. karoserie samochodów, mosty), zintegrowane w objętości elementu lub umieszczone na jego powierzchni. Ze względu na możliwość zwiększenia funkcjonalności wyrobów, obniżenie kosztów produkcji czy umożliwienie łatwej modyfikacji wyrobu pod klienta, elektronika strukturalna staje się interesującą nową dziedziną technologii. Obecny wybór materiałów dla elektroniki strukturalnej jest mocno ograniczony. Z tego względu zdecydowałem się podjąć interdyscyplinarne badania pokrywające obszary elektroniki, inżynierii materiałowej, chemii, technik formowania i nanotechnologii, pozwalające stawić czoła wyzwaniu. W toku realizacji projektu zostaną opracowanie i przebadane kompozyty polimerowe z metalami, węglem, ceramiką, półprzewodnikami – w tym również w formie nanomateriałów. Aby zademonstrować potencjał tej technologii w ramach projektu planowane jest wytworzenie serii demonstratorów takich jak silnik elektryczny, ogniwa lub kondensatory, struktury świecące oraz przestrzenny obwód elektroniczny z mikrokontrolerem.

Osiągnięcia naukowe/wdrożeniowe

Wyniki prac badawczych opublikowałem w ponad 30 artykułach naukowych w czasopismach z listy JCR i ponad 60 innych artykułach recenzowanych, wystąpieniach i materiałach konferencyjnych. Znakomita większość z nich dotyczy zastosowania nanomateriałów węglowych w technologii elektroniki drukowanej. Większość badań prowadzonych przeze mnie w ostatniej dekadzie realizowana była w ramach krajowych i międzynarodowych projektów badawczych oraz prac badawczo-rozwojowych zrealizowanych na zlecenie przemysłu. Jestem współautorem 7 patentów krajowych i międzynarodowych.

Przykładowe projekty badawcze i wdrożeniowe realizowane z moim udziałem:

  1. Functional heterophase materials for structural electronics, First TEAM/2016-1/7, 2016–(2019), Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, kierownik.
  2. Pasty na bazie nanoproszków srebra do zastosowań w elektronice i elektroenergetyce – Nanopasty, NCBiR UOD-DEM-1-215/001, 2014–2016, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, koordynator zadań ze strony Politechniki Warszawskiej.
  3. Grafenowe pasty i atramenty do drukowania ścieżek i warstw przewodzących w zastosowaniu do zabezpieczenia dokumentów – GRAFINKS, GRAFTECH/NCBR/09/07/2013, 2013–2016, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, wykonawca.
  4. Metody i sposoby ochrony i obrony przed impulsami HPM, DOB-1-3/1/PS/2014, 2014–2016, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, wykonawca.
  5. Novel organic-inorganic inks for hybrid printed electronic demonstrators – INNOINKS, 6th FP NCBiR/ERA-NET-MATERA/02/2011, 2011–2015, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, członek komitetu sterującego.
  6. Zastosowanie druku zwojowego w wytwarzaniu układów elektroniki drukowanej, CAS/28/POKL, 2013–2014, Centrum Studiów Zaawansowanych Politechniki Warszawskiej, kierownik.
  7. Nowa generacja past opartych na nanoproszkach srebra do zastosowań w elektronice, NCBiR 02-0088-10/2011, 2011–2013, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, koordynator zadań ze strony Politechniki Warszawskiej.
  8. Transparentna elektroda emiterowa do aplikacji fotowoltaicznych, wykonana na bazie nanorurek węglowych, 2011/01/B/ST7/0657, 2011-2013, Narodowe Centrum Nauki, wykonawca.
  9. Materiały kompozytowe z nanocząstkami dla elektroniki drukowanej, CAS/21/POKL, 2011–2012, Centrum Studiów Zaawansowanych Politechniki Warszawskiej, kierownik – postdoc.
  10. Nowa generacja bezołowiowych past lutowniczych z dodatkiem nanoproszków metali i nanorurek, N R02 0036 06/2009, 2009–2012, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, wykonawca.
  11. "Zbadanie możliwości zastosowania wyświetlaczy elektroluminescencyjnych jako elementu zabezpieczającego autentyczność produktów", "Druk wyświetlaczy elektroluminescencyjnych na opakowaniach szklanych",  2015
  12. "Opracowanie konstrukcji przemysłowego komputera o podwyższonej odporności na czynniki środowiskowe – Fortrack", 2003-2005
  13. "Analiza środowiskowa (ekologiczna) polegająca na symulacji kosztów ekologicznych inwestycji infrastruktury sieciowej oraz systemu SDZP z uwzględnieniem śladu węglowego obu rozwiązań oraz 10-letniego okresu eksploatacji systemu, analiza przygotowana została na potrzeby projektu "Dynamiczne zarządzanie zdolnościami przesyłowymi sieci elektroenergetycznych przy wykorzystaniu innowacyjnych technik pomiarowych" - NCBiR/NFOŚ – GEKON, 2016
  14. "Seria testów związaną z wytworzenie elastycznych ścieżek przewodzących nanoszonych sitodrukiem na podłoża tekstylne do zastosowań tekstronicznych", Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, 2014, 2016
  15. "Opracowanie materiałów i wytworzenie drukowanych powłok na płytkach elektrod stosowanych w stosach ogniw paliwowych", Instytut Energetyki, 2014

Współpraca międzynarodowa

W ramach współpracy międzynarodowej uczestniczyłem w poniższych projektach naukowych i edukacyjnych oraz stażach:

  1. Novel organic-inorganic inks for hybrid printed electronic demonstrators – INNOINKS, 6th FP NCBiR/ERA-NET-MATERA/02/2011, 2011–2015, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, członek komitetu sterującego.
  2. Uniwersytet Stanforda, Stany Zjednoczone, 04–06.2012, „Top500 Innovators - Science - Management - Commercialization" Program szkoleniowy MNiSW.
  3. Uniwersytet Oulu, Finlandia, 10.2011–03.2012, staż podoktorski.
  4. KLA-Tencor, Milipitas, Stany Zjednoczone, 06.2012, praktyka zawodowa – ekspert.
  5. Uniwersytet Surrey, Wielka Brytania, 09.2007, staż naukowy.

 

W ramach prowadzonego projektu "Functional heterophase materials for structural electronics" współpracuję z Oak Ridge National Laboratory, USA, Uniwersytetem w Cranfield, UK, oraz Uniwersytetem Ottona von Guerickego w Magdeburgu, Niemcy.

 Jako dyrektor zarządzający (executive chair) uczestniczyłem w organizacji międzynarodowej konferencji "21st European Microelectronics and Packaging Conference & Exhibition", 2017. Pomagałem również dwukrotnie współorganizować konferencje Eurosensors, Paryż, w 2017 i 2018 jako członek komitetu programowego (conference technical program committee).

 Jestem recenzentem w kilkunastu międzynarodowych czasopismach naukowych, w tym: RSC Advances, ACS Nano, Nanoscale, Electronic Materials Letters, Diamond and Related Materials, IOP Nanotechnology, Express Polymer Letters, Journal of Materials Chemistry C, Surface and Coatings Technology, Materials, Polymers, Soldering & Surface Mount Technology, Symmetry.

Preferowana tematyka dyplomowania

Zakres tematyki prac dyplomowych jest bardzo szeroki i przede wszystkim powinien być związany z zainteresowaniami dyplomanta. Ze względu na prowadzone przeze mnie prace badawcze, tematyka powinna zawierać się w obszarach technik przyrostowych, technologii elektroniki, zastosowania nanomateriałów i kompozytów w elektronice, i pokrewnych obszarach. Większość tematów dyplomowych proponowanych przeze mnie dotyczy realizowanych projektów badawczych i prac zleconych od partnerów przemysłowych. Nie przewiduje realizowania tematyki abstrakcyjnej, zupełnie niezwiązanej z tokiem studiów, chyba że dostanę od dyplomanta skrupulatnie przygotowany plan badań podstawowych, których wyniki mają zostać opublikowane w Nature lub Science - zapraszam do takich wyzwań.

Tytuły ostatnich obronionych prac dyplomowych

  1. Zastosowanie cukrów w technikach wytwarzania przyrostowego
  2. Zastosowanie stopów niskotopliwych do wytwarzania obwodów elektronicznych technikami przyrostowymi
  3. Adaptacja stanowiska trójosiowego plotera precyzyjnego na potrzeby technik wytwarzania przyrostowego w zastosowaniach biomedycznych
  4. Opracowanie stanowiska do prototypowania płytek obwodów elektrycznych techniką przyrostową
  5. Drukowane kondensatory elektrolityczne z zastosowaniem nanomateriałów węglowych
  6. Projekt mechanicznej protezy przedramienia dostosowanej do technik wytwarzania przyrostowego
  7. Drukowanie struktury elektroluminescencyjne jako powierzchniowe źródla światła białego
  8. Automatyzacja procesów logistycznych w wytwarzaniu elektroniki zgodnie z wytycznymi koncepcji "Przemysłu 4.0"
  9. Zastosowanie metody elementów skończonych w obliczeniach inżynierskich z wykorzystaniem oprogramowania opensource
  10. Analiza możliwości komputerowego wspomagania symulacji w elektronice

O sobie prywatnie

Rodzina, podróże, ts-urbex, alternatywne źródła energii, samorozwój, systematyka wszystkiego, w latach 2013 i 2015 zostałem uhonorowany nagrodą "Złota Kreda" a w kolejnych latach kolejnymi stopniami tej nagrody.

Linki do materiałów dodatkowych