Narodowe Centrum Nauki ogłosiło wyniki konkursów OPUS 23 i PRELUDIUM 21. Projekty badaczy z Politechniki Krakowskiej otrzymały finansowanie w wysokości ponad 5,3 mln zł. Sukces odniosło troje naukowców i dwóch doktorantów z Wydziałów Inżynierii i Technologii Chemicznej oraz Inżynierii Materiałowej i Fizyki.
OPUS to konkurs o szerokiej formule. Mogą brać w nim udział naukowczynie i naukowcy na wszystkich etapach kariery naukowej, bez ograniczenia co do stopnia naukowego, wieku lub doświadczenia w prowadzeniu badań. Jedynym warunkiem, który na wstępie musi spełnić kierownik projektu, jest posiadanie w dorobku co najmniej jednej opublikowanej lub przyjętej do druku pracy albo – w przypadku nauk o sztuce – jednego dokonania artystycznego lub artystyczno-naukowego. Finansowanie można otrzymać na projekty badawcze trwające 12, 24, 36 lub 48 miesięcy, w tym również na takie, które zakładają wykorzystanie przez polskie zespoły wielkich międzynarodowych urządzeń lub współpracę z partnerami z zagranicy. Laureatami konkursu OPUS 23 zostało 266 badaczek i badaczy. Budżet przyznany na ich realizację to ponad 401,5 mln zł.Wśród beneficjentów konkursu OPUS znaleźli się badacze z Politechniki Krakowskiej.
Finansowanie w wysokości 1 854 400 zł otrzymał projekt pn. „Hierarchiczne podejście do inżynierii tkanki kostno-chrzęstnej OsteoHierarch”, którego kierownikiem będzie prof. dr hab. inż. Agnieszka Sobczak-Kupiec z Katedry Inżynierii Materiałowej Wydziału Inżynierii Materiałowej i Fizyki. Celem naukowców jest opracowanie specjalnie zaprojektowanych hierarchicznych biomateriałów na bazie biopolimerów i fosforanów wapnia dla przyszłej generacji implantów o zwiększonej osteokonduktywności. Ta modyfikacja ma kluczowe znaczenie, ponieważ najnowocześniejsze materiały implantów, zwłaszcza w rusztowaniach zaprojektowanych do naprawy i regeneracji tkanki chrzęstno-kostnej, charakteryzują się niską odpornością na zużycie, potencjalnymi problemami z toksycznością i słabym mocowaniem. - Główną przeszkodą w leczeniu ubytków chrzęstno-kostnych są różne zdolności gojenia dwóch rodzajów zaangażowanych tkanek - chrząstki stawowej i kości podchrzęstnej. Podejścia biomimetyczne do inżynierii tkanki kostno-chrzęstnej, oparte na biologicznych zasadach rozwoju i regeneracji tkanek, mają potencjał do dostarczania nowych metod leczenia i regeneracji w układach kostno-chrzęstnych - zaznacza prof. Agnieszka Sobczak-Kupiec. Takie podejście przyjmie zespół badaczy, ktorym będzie kierować. - Oryginalność proponowanej pracy opiera się na podejściu oddolnym uwzględniającym cały system materiałowy: od wytwarzania wzbogaconych cząstek CaPs o określonej morfologii, poprzez kontrolowane procesy sieciowania w celu uzyskania kompozytów, po zaawansowaną funkcjonalizację powierzchni przez związki aktywne. Rusztowania będą modyfikowane szeregiem czynników wzrostu, które, jak wykazano, mają pewien potencjał osteogenny i angiogenny. Główne pytanie badawcze dotyczy międzyfazowego synergistycznego i antagonistycznego oddziaływania między CaPs/matrycą biopolimerową oraz mechanizmu wbudowywania domieszek jonowych do CaPs, które będą odgrywać istotną rolę w biomechanice i stymulowaniu komórek macierzystych w kierunku osteo- i chondro- geneza/angiogeneza. - Głównym obszarem badań będą rusztowania nanokompozytowe o hierarchicznej strukturze składające się z biopolimerów (białek/polisacharydów) i fosforanów wapnia zawierających bioaktywne jony przeznaczonych dla inżynierii tkankowej chrzęstno-kostnej (OC). Nasze wysiłki będą skoncentrowane na opracowaniu wieloetapowego procesu otrzymywania materiałów z uwzględnieniem celu naukowego projektu - mówi prof. Sobczak-Kupiec.
Dr hab. inż. Piotr Michorczyk, prof. PK z Katedry Chemii i Technologii Organicznej Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej (dziekan Wydziału) na realizację projektu badawczego „Połączenie odwodornienia z metatezą jako sposób integracji surowcowej oraz efektywna metoda generowania metatetycznych centrów aktywnych”, który realizowany będzie we współpracy z Wydziałem Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego, otrzymał 1 628 760 zł. Prof. Piotr Michorczyk będzie kierownikiem projektu, w którym naukowcy będą poszukiwać nowej metody wytwarzania jednych z najważniejszych chemikaliów w przemyśle chemicznym - alkenów. - Od wielu dekad alkeny, takie jak etylen, propylen i buteny, są głównymi chemikaliami pod względem skali produkcji w sektorze chemicznym. Są wykorzystywane powszechnie jako półprodukty w wielkotonażowej syntezie organicznej oraz substancje budulcowe (monomery) wchodzące w skład wszechobecnych tworzyw sztucznych. Skala produkcji, sięgająca blisko 400 mln ton rocznie, powoduje, że istnieje szereg technologii ich otrzymywania, które można podzielić ogólnie na nieselektywne i selektywne (celowe). Dwa najważniejsze przemysłowe źródła otrzymywania alkenów to piroliza olefinowa oraz kraking katalityczny, które są technologiami nieselektywnymi. W obu procesach z różnych surowców rafineryjnych uzyskiwana jest złożona mieszanina produktów, w tym wspomniane alkeny oraz inne chemikalia. Ważną grupę technologii otrzymywania alkenów stanowią procesy ukierunkowane wyłącznie na produkcję konkretnych alkenów, tzw. technologie celowe (ang. on-purpose). W tej grupie procesów znajdują się wysokotemperaturowe procesy odwodornienia alkanów do alkenów, metateza alkenów oraz inne technologie o mniejszym znaczeniu. Zaletą tych celowych rozwiązań jest ich ukierunkowanie na wytwarzanie konkretnego alkenu, bez jednoczesnego tworzenia produktów ubocznych. Nasz projekt ma na celu połączenie dwóch selektywnych technologii wytwarzania alkenów - odwodornienia oraz konwersji powstałych alkenów pomiędzy sobą (tzw. metatezy) - wyjaśnia prof. Piotr Michorczyk. Dwie wymienione ścieżki reakcyjne zostaną sprzężone w jednym reaktorze w sekwencji odwodornienie-metateza, co umożliwi ich cykliczną realizację w obecności jednego katalizatora stałego. - Opisywane połączenie powinno pozwolić na przeprowadzenie w jednym ciągu instalacyjnym konwersji alkanów do alkenów oraz alkenów między sobą, tak by zmaksymalizować produkcję deficytowego alkenu (przykładowo obecnie propylenu). W projekcie proponowane jest zastosowanie stałych katalizatorów molibdenowych. Zakłada się w tym przypadku, że w trakcie odwodornienia alkanów prowadzonego w wysokiej temperaturze powstaną nowe miejsca aktywne na powierzchni katalizatora dla reakcji metatezy, umożliwiającej jej przebieg nawet w temperaturze pokojowej, w której udział niepożądanych reakcji ubocznych (np. izomeryzacji czy oligomeryzacji) jest znikomy. Nieliczne doniesienia literaturowe oraz prace wstępne autorów projektu wskazują, że wysokotemperaturowa obróbka katalizatora molibdenowego alkenami/alkanami powoduje wzrost szybkości reakcji metatezy względem materiału wygrzanego w powietrzu lub gazie inertnym (np. azocie) o 1-2 rzędy wielkości - mówi Piotr Michorczyk.
Finansowe wsparcie NCN w wysokości 1 518 000 zł otrzymał również projekt badawczy pn. „Projektowanie i wytwarzanie modyfikowanych termoplastycznych bezizocyjanianowych włókien polihydroksyuretanowych”, realizowany pod kierunkiem prof. dr. hab. inż. Krzysztofa Pielichowskiego, kierownika Katedry Chemii i Technologii Polimerów Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej. Głównym celem naukowym projektu jest uzyskanie nowej wiedzy na temat projektowania, otrzymywania i warunków produkcji (nano)włókien z termoplastycznego poliuretanu bezizocyjanianowego (NIPU) z wielościennymi oligomerycznymi silseskwioksanami (POSS) oraz ich mieszaninami z wybranymi polisacharydami, a w szczególności określenie wpływu warunków wytwarzania włókien hybrydowych techniką elektroprzędzenia na ich strukturę i właściwości termiczne, mechaniczne i biologiczne. Jak mówi prof. Krzysztof Pielichowski: – Przyczyny podjęcia tego konkretnego tematu badawczego wynikają z nowych możliwości, jakie dają poliuretany nieizocyjanianowe (NIPU), stanowiące nową klasę poliuretanów o obiecujących, ale wciąż nie do końca poznanych właściwościach. W przeciwieństwie do konwencjonalnych poliuretanów (PU), synteza NIPU nie wiąże się ze stosowaniem szkodliwych diizocyjanianów jako substratów, co pozwala uniknąć bezpośrednich zagrożeń dla ludzi, np. zaburzeń lub uczulenia dróg oddechowych, zatrucia, astmy i reakcji alergicznych.
Sukces w innym konkursie Narodowego Centrum Nauki – PRELUDIUM 21 – odnieśli doktoranci Politechniki Krakowskiej z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej. PRELUDIUM wspiera rozwój młodych naukowców poprzez umożliwienie im zdobycia doświadczenia w kierowaniu projektem jeszcze przed uzyskaniem stopnia doktora. Badacze mogą otrzymać w tym konkursie grant w wysokości 70, 140 lub 210 tys. zł na badania trwające odpowiednio 12, 24 lub 36 miesięcy. Kierownik projektu PRELUDIUM nie może mieć stopnia naukowego doktora, co więcej – nie musi być nawet doktorantem. Temat projektu finansowego przez NCN może być zbieżny z tematyką planowanej rozprawy doktorskiej, ale nie jest to warunek konieczny. W konkursie PRELUDIUM 21 do finansowania zakwalifikowano 258 projektów. Laureaci tej edycji otrzymają na realizację swoich projektów ponad 41,2 mln zł.
Mgr inż. Andrzej Świeży z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej, kierownik projektu pt. „Badania w kierunku ilościowego opisu zachowania się podczas fotopolimeryzacji wolnorodnikowej nowych jednoskładnikowych fotoinicjatorów o znacznie ulepszonej zdolności fotoinicjowania uzyskanej poprzez rozbudowę układu wiązań sprzężonych”, otrzymał od NCN środki finansowe w wysokości 209 979 zł. Opiekunem naukowym młodego badacza jest dr hab. inż. Joanna Ortyl, prof. PK z Katedry Biotechnologii i Chemii Fizycznej Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej PK. Na projekt pn. „Innowacyjna metoda spalania biomasy w złożu fluidalnym o zmiennym pionowym profilu gęstości”, którego kierownikiem będzie mgr inż. Krystian Leski, przyznano finansowanie w wysokości 139 324 zł. Opiekunem naukowym badacza jest prof. dr hab. inż. Witold Żukowski, kierownik Katedry Chemii Ogólnej i Nieorganicznej WIiTCh.
(mas, bk, www.ncn.gov.pl)
Na zdjęciach, prof. Agnieszka Sobczak-Kupiec / fot. archiwum prywatne; prof. Piotr Michorczyk / fot. Jan Zych; prof. Krzysztof Pielichowski / fot. WIiTCh