Narodowe Centrum Badań i Rozwoju ogłosiło wyniki XIII edycji konkursu w ramach programu „Lider”, skierowanego do młodych naukowców. Finansowanie w wysokości blisko  6 mln złotych otrzymają 4 projekty, które będą realizowane na Politechnice Krakowskiej. Badacze będą pracować nad nowymi materiałami ceramicznymi dla medycyny i implantologii, żywicami nowej generacji wraz z drukarką 3D na potrzeby protetyki stomatologicznej, inteligentym systemem oceny gleby i doboru właściwego sposobu jej nawożenia dla rolnictwa precyzyjnego oraz nowatorskim sposobem izolacji dźwięków w budynkach. W sumie w tej edycji programu "LIDER" wsparcie w wysokości ponad 71 mln zł otrzyma 49 projektów badawczych.

 


„LIDER” to program dla doktorantów, nauczycieli akademickich nie posiadających stopnia doktora oraz doktorów i doktorów habilitowanych, którzy uzyskali stopień naukowy nie wcześniej niż w ciągu ostatnich 7 lat. Jego celem jest poszerzenie kompetencji młodych naukowców w samodzielnym planowaniu prac badawczych oraz zarządzaniu własnym zespołem, podczas realizacji projektów, których wyniki mogą mieć praktyczne zastosowanie i posiadają potencjał wdrożeniowy.


W XIII edycji konkursu finansowanie otrzyma 49 projektów młodych badaczy z całej Polski na łączną kwotę 71 302 491,11 zł, cztery z nich będą realizowane na PK.

 


Maksymalne finansowane na projekt inteligentnego systemu oceny gleby i sposobów jej nawożenia

Łukasz Janus

Najwyższe możliwe finansowanie w wysokości 1,5 mln zł trafi do dr. inż. Łukasza Janusa (Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej PK) na projekt pn.: „Inteligentny system oceny zasobności gleby oparty na zaawansowanych fotoaktywnych układach sprzężonych z urządzeniem mobilnym jako nowatorska platforma wspomagająca indywidualną działalność rolniczą”. To jeden z sześciu projektów w ramach tej edycji konkursu „Lider” z najwyższym finansowaniem. Jak wyjaśnia naukowiec, jego badania wpisują się w koncepcję rolnictwa precyzyjnego czyli systemu rolniczego, na który składa się zespół technologii umożliwiających dostosowanie różnych elementów agrotechnicznych do zmienności warunków na polach uprawnych. Nieustanny postęp technologii IT w połączeniu z cyfryzacją zapewnia dostęp do coraz większej ilości danych, które zagospodarowane w praktyce umożliwiają inteligentne zarządzenie produkcją roślinną. Jednym z głównych filarów rolnictwa jest nawożenie, którego koszty obecnie niepokojąco rosną (m.in. przez ograniczenie importu z Europy Wschodniej, wzrost cen gazu, prądu problemy z dostępnością surowców. Celem mojego projektu jest stworzenie całkowicie nowego systemu oceny zasobności gleby, złożonego z urządzenia i aplikacji, pozwalającego na samodzielną analizę agrochemiczną gleby z dużą dokładnością w sposób łatwy i przyjazny użytkownikowi. System umożliwi dokładną kalkulację ilości potrzebnego w danych warunkach nawozu oraz dobór właściwego produktu do konkretnego obszaru gleby – wyjaśnia dr inż. Łukasz Janus. Naukowiec, który we wrześniu tego roku uzyskał stopień doktora nauk technicznych, jest już zaangażowany – jako kierownik lub członek zespołu badawczego w kilka realizowanych na PK innowacyjnych projektów (m.in. w ramach programów Preludiium, Sonata i Opus Narodowego Centrum Nauki, Tango i LIDER NCBiR oraz innych z MEiN).

 

Nowe materiały ceramiczne dla medycyny i implantologii

Klaudia Trembecka-Wójciga

W ramach XIII edycji programu LIDER na PK zostanie także zrealizowany projekt dr inż. Klaudii Trembeckiej-Wójcigi z Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk, która będzie pracować nad innowacyjnymi porowatymi materiałami ceramicznymi, dedykowanymi do integracji z tkanką kostną, drukowanymi w technice DLP z zastosowaniem wysokosprawnych inicjatorów fotochemicznych. Ten projekt, wychodzący naprzeciw potrzebom medycyny i implantologii, znalazł się w czołówce listy rankingowej obecnej edycji LIDERA. Naukowczyni i jej zespół (w jego skład wejdą badacze z kilku jednostek naukowych, w tym głównie z Laboratorium Fotochemii i Spektroskopii Optycznej na Wydziale Inżynierii i Technologii Chemicznej PK) otrzyma na jego realizację 1 438 834,33 zł.


Jak mówi dr inż. Klaudia Trembecka-Wójciga, rozwój zastosowań druku 3D w medycynie zrewolucjonizował konwencjonalne techniki fabrykacji implantów ortopedycznych i przyczynił się do zwiększenia udziału spersonalizowanych rozwiązań, dopasowanych do indywidualnych potrzeb pacjenta. Potrzeby w tym zakresie rosną. Tylko w Polsce co roku wykonuje się ok. 60 tys. zabiegów endoprotezoplastyki stawu biodrowego, a ta liczba z roku na rok się zwiększa, z nią zaś rośnie zapotrzebowanie na implanty o wysokich właściwościach użytkowych. Do najnowszych rozwiązań należą ceramiczne endoprotezy stawu biodrowego, które cechuje wysoka biotolerancja, duża odporność na ścieranie, odporność na korozję i porowatość. Protezy ceramiczne są bardziej wytrzymałe i posiadają dużo większą żywotność w porównaniu do ich metalowych odpowiedników. Jednak proces ich wtwarzania jest skomplikowany, co podraża koszty produkcji i ogranicza ich dostępność. Mamy nadzieję, że nasze prace doprowadzą do zwiększenia dostępności usług endoprotezoplastyki, obniżenia cen implantów ceramicznych, a więc przyczynią się do polepszenia jakości życia pacjentów wyjaśnia dr inż. Klaudia Trembecka-Wójciga. Naszą odpowiedzią na zapotrzebowanie rynku na spersonalizowane implanty ceramiczne o obniżonych kosztach fabrykacji jest zastosowanie technik addytywnych. Druk 3D oprócz skrócenia czasu fabrykacji i redukcji kosztów zapewni również dopasowanie konstruktów pod indywidualne potrzeby pacjenta. Opracowana w ramach projektu fotoutwardzalna żywica ceramiczna pozwoli na druk materiałów ceramicznych techniką DLP (Digital Light Processing), która warunkuje największą precyzję druku, wierne odwzorowanie kształtów i wysoką jakość wydruków. W efekcie, projekt pozwoli na ograniczenie stosowania konwencjonalnych metod formowania elementów ceramicznych, które mają znaczne ograniczenia – podkreśla badaczka.

 

Żywice i drukarka 3D na potrzeby protetyki i stomatologii

Monika Topa-SkwarczyńskaMonika Topa-Skwarczyńska w czasie gali konkursu „25 under 25” Wśród laureatów konkursu „Lider” znalazła się także mgr inż. Monika Topa-Skwarczyńska, doktorantka z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej PK (prowadzi prace badawcze w zespole prof. Joanny Ortyl). Na projekt pn. „Opracowanie nowej generacji, nietoksycznych, antybakteryjnych żywic wraz z drukarką 3D dla przemysłu stomatologicznego do otrzymywania tymczasowych koron i mostów” otrzyma 1 499 125 zł. Nad rozwiązaniem będzie pracował interdyscyplinarny i międzyinstytucjonalny zespół badawczy (w jego skład wejdą specjaliści m.in. syntezy organicznej, badań kinetycznych, druku 3D, konstruktor, programista i stomatolog). Naukowcy chcą znaleźć panaceum na ograniczenia, które mają obecnie stosowane żywice do produkcji materiałów dla protetyki koron i mostów (m.in. takie jak: toksyczność składników, duży skurcz polimeryzacyjny oraz brak stabilności barwy). – Chcemy opracować kompletne rozwiązania dla przemysłu stomatologicznego w postaci formulacji światłoutwardzalnych żywic o unikatowych właściwościach dzięki zastosowaniu nowego mechanizmu fotoutwardzania oraz kompatybilnej z nimi drukarki 3D, umożliwiającej szybki i precyzyjny druk 3D o wysokiej rozdzielczości – mówi mgr inż. Monika Topa-Skwarczyńska. Żywica do zastosowań stomatologicznych musi składać się z dwóch kluczowych komponentów o ściśle zdefiniowanych właściwościach. Pierwszym z nich jest mieszanina monomerów jako matryca organiczna, my planujemy zastosowanie m.in. monomerów epoksydowych, które charakteryzuje znacznie obniżony skurcz polimeryzacyjny, brak toksyczności oraz brak charakterystycznego zapachu. Istotnym aspektem jest także dobór odpowiednich inicjatorów bądź też systemów inicjujących, które stanowią ważny komponent żywicy. Planujemy syntezę fotoinicjatorów charakteryzujących się wysoką wydajnością, wymaganą, by proces fotopolimeryzacji zaszedł w możliwe najkrótszym czasie.


Sukces w programie „Lider” nie jest pierwszym dla młodej badaczki. Wcześniej otrzymała dofinansowanie na 3 projekty badawcze: Diamentowy Grant-MNiSW, Preludium-NCN i projekt komercyjny TRL 4.0-MNiSW. Jest współautorką 49 publikacji w tym 17 wydanych w recenzowanych czasopismach z listy JCR i 5 patentów. Jest też finalistką konkursu „25 under 25” w kategorii „Nauka”, organizowanego przez magazyn „Forbes” oraz biuro McKinsey & Company oraz laureatką stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnych młodych naukowców w 2021 r.

 

Innowacyjna okładzina dla zwiększenia izolacji dźwięków

Agata SzelągWsparcie finansowe w wysokości 1 499 800 zł uzyskała także dr inż. Agata Szeląg z Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Wydziału Inżynierii Lądowej PK na prace nad innowacyjną okładziną opartą na metamateriałach, zwiększającą dźwiękoizolacyjność przegród poprzez redukcję pasm rezonansowych. - Przedmiotem projektu jest opracowanie prototypu innowacyjnej strojonej na konkretne częstotliwości okładziny opartej na metamateriałach akustycznych, której funkcją będzie zwiększenie izolacyjności akustycznej przegród budowlanych tj. ścian, stropów, obudów urządzeń, ekranów akustycznych - mówi dr inż. Agata Szeląg. - Rozwiązanie będzie miało dwa kluczowe zastosowania: w przegrodach, które charakteryzują się w wybranych pasmach częstotliwości słabszą izolacyjnością akustyczną (spowodowaną niekorzystnymi zjawiskami rezonansowymi związanymi ze strukturą samej przegrody) oraz w przegrodach, wydzielających źródła hałasu o tonalnej charakterystyce dźwięku. W tych będą służyć doizolowaniu konkretnych pasm częstotliwości dźwięku, mających kluczowy wpływ na sumaryczny poziom hałasu przenikający przez przegrodę.

 

Projekt obejmie szereg prac badawczych, analizy  numeryczne w środowisku Comsol i Matlab, testy w warunkach laboratoryjnych, pomiary modeli testowych okładzin, wreszcie wykonanie prototypów okładzin dźwiękoizolacyjnych. - Prototypy poddane zostaną licznym badaniom w warunkach zbliżonych do rzeczywistych i docelowo w warunkach operacyjnych, tj. na rzeczywistych przegrodach. Na podstawie tych badań będzie można wprowadzić ostateczne poprawki w konstrukcji prototypów mające wpływ na skuteczność rozwiązania, jak i na parametry techniczne i technologiczne - mówi badaczka LIW PK. 

 

 

Pełna lista nagrodzonych projektów: TUTAJ

Zdjęcia z archiwów prywatnych naukowców

 

 

 

(mas)