Pięcioro naukowców z naszej uczelni otrzymało granty od Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej (NAWA). Swoje badania będą realizować we współpracy z badaczami z Austrii, Francji, Niemiec i Słowacji.

Testowanie leków na nicieniach

Dr hab. inż. Joanna Wolska, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego otrzymała dofinansowanie na projekt „Opracowanie metody unieruchamiania dla przesiewów złożonych, opartej na mikroskopii fluorescencyjnej u nicieni”. Zrealizuje go we współpracy z zespołem prof. Coriny Madreiter-Sokolowskiej z Uniwersytetu Medycznego w Graz.

W związku ze starzeniem się społeczeństwa na świecie wzrasta liczba zachorowań na choroby sercowo-naczyniowe, neurodegeneracyjne, nowotwory oraz zaburzenia metaboliczne, takie jak cukrzyca. To poważne wyzwanie dla społeczeństwa, ponieważ pacjenci cierpiący na choroby związane ze starzeniem wymagają leczenia w celu złagodzenia objawów lub ograniczenia postępu choroby.

– Prace nad nowym lekiem trwają już około 12 lat, jednak najczęściej z 5 000 przebadanych przedklinicznie substancji wybiera się średnio pięć do badań klinicznych na ludziach. Z kolei w badaniach tylko jeden na pięć związków uzyskuje zwykle zgodę organów regulacyjnych – mówi prof. Joanna Wolska.

Wśród najbardziej odpowiednich kandydatów na obiekty testowe dla leków znajduje się nicień Caenorhabditis elegans (C. elegans). Ze względu na to, że 80% proteomu tego nicienia znajduje się również u ludzi, a jego stosunkowo krótki czas jego życia (30 dni) sprawia, że nadaje się on do testowania interwencji przeciwstarzeniowych. – Oprócz tego przezroczystość tego bezkręgowca pozwala dogodnie przebadać pod mikroskopem mechanizmy subkomórkowe żywego organizmu – dodaje prof. Joanna Wolska.

Celem projektu badaczki z W3 jest otrzymanie takiego podłoża dla nicieni, by stworzyć optymalne warunki do opracowania najlepszej metody unieruchamiania tych organizmów. Podłoże to pozwoli na wysokowydajne badania przesiewowe za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej.

– Grupa badawcza z Austrii ma ogromne doświadczenie w mikroskopii fluorescencyjnej i postępowaniu z nicieniami, natomiast mój zespół specjalizuje się w opracowywaniu i stosowaniu materiałów polimerowych – tłumaczy prof. Wolska.

W skład politechnicznej grupy wchodzą: dr inż. Katarzyna Smolińska-Kempisty, dr hab. inż. Piotr Cyganowski, prof. uczelni oraz doktorantki Dominika Rapacz i Martyna Nizioł (wszyscy z Wydziału Chemicznego).

Modelowanie drgań poprzecznych

Dwoje naszych naukowców będzie prowadzić swoje badania z partnerami ze Słowacji. Kierownikiem pierwszego z projektów jest dr hab. inż. Robert Król, prof. uczelni na Wydziale Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii.

Wspólnie z zespołem prof. Danieli Marasovej z Instytutu Logistyki i Transportu Przemysłowego Uniwersytetu Technicznego w Koszycach zajmą się „Modelowaniem drgań poprzecznych taśmy i diagnostyką przenośników rurowych”. 

– Słowacki ośrodek naukowy w Koszycach wyróżnia się dużym doświadczeniem w zakresie rozwoju transportu przenośnikowego i jako jeden z nielicznych w Europie dysponuje specjalistycznym laboratorium do badań przenośników rurowych – wyjaśnia prof. Robert Król.

Projekt jest kontynuacją dotychczasowej kooperacji, prowadzonej w ramach wymiany akademickiej Programu Erasmus +. – W planach mamy przeprowadzenie szeregu badań modelowych i eksperymentalnych, zmierzających do opracowania modelu drgań uwzględniającego sztywność poprzeczną taśmy przenośnika rurowego – mówi badacz z W6.

Sam temat badań ma też, wg prof. Króla, duży potencjał aplikacyjny w aspekcie doskonalenia metod projektowania, diagnostyki rurowych przenośników taśmowych oraz ograniczenia ich oddziaływania na środowisko. – Projekt stanowi też rozwinięcie zakończonego postępowania doktorskiego Maksymiliana Ozdoby z naszego wydziału – dodaje prof. Król.

W politechnicznym zespole pracować będą także inni młodzi naukowcy z grupy prof. Króla (dr inż. Natalia Suchorab-Matuszewska i mgr inż. Piotr Bortnowski) dla których zaplanowana mobilność polsko-słowacka to szansa na wzmocnienie ich rozwoju naukowego na arenie międzynarodowej.

Drugi grant na współpracę z partnerem słowackim otrzymała dr inż. Beata Ściana z Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów.

Swój projekt „Hybrid technologies in integration of photonic system elements (HITOPS, Hybrydowe technologie integracji elementów systemów fotonicznych)” będzie prowadzić wspólnie z Medzinárodné Laserové Centrum - súčasť Centrum VedeckoTechnických Informácií Slovenskej Republiky (CVTI SR) oraz International Laser Centre of Slovak Centre of Scientifc and Technical Information (ILC SCSTI).

Laserowe spiekanie

Dr inż. Michał Olejarczyk z Wydziału Mechanicznego swój projekt „Wpływ użycia recyklatu PA12 w procesie spiekania laserowego na mikrostrukturę wytwarzanych części: badania eksperymentalne i symulacja numeryczna” będzie prowadził z Brandenburg University of Technology (BTU). 

– Produkcja przyrostowa (druk 3D), a dokładniej selektywne laserowe spiekanie (SLS), zyskuje na znaczeniu, jako alternatywna metoda wytwarzania. W szczególności dotyczy to zastosowanie poliamidu 12 (PA12) w technologii SLS, ze względu na jego właściwości mechaniczne i łatwość obróbki – mówi dr Olejarczyk.

Wyzwanie stanowi jednak ponowne wykorzystanie zużytego materiału w tym procesie, który gromadzi się w kolejnych cyklach procesowych. Jest to problematyczne zarówno pod względem ekonomicznym, jak i ekologicznym.

– Dodatkowo brakuje szczegółowych badań właściwości mechanicznych i mikrostruktury części wykonanych z mieszanin materiału świeżego, zużytego i recyklingowanego – wyjaśnia badacz z W10. – Dlatego naszą ambicją jest poznanie zjawisk zachodzących w czasie obciążeń statycznych i cyklicznych dla tego typu elementów oraz próba opisania ich wybranymi modelami numerycznymi.

W badania zaangażowane będą zespoły z Katedry Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji Wydziału Mechanicznego PWr oraz Katedry Mechaniki i Dynamiki Maszyn Wydziału Inżynierii Mechanicznej Układów Elektrycznych i Energetycznych Wydziału Inżynierii Mechanicznej BTU. – Pozwoli to na połączenie doświadczeń i wiedzy z obszarów wytwarzania przyrostowego, badań nieniszczących, mechaniki eksperymentalnej i opisu zachowania materiałów z wykorzystaniem metod numerycznych – mówi laureat z W10.

Nowe związki dla biofotoniki

Dr hab. inż. Katarzyna Matczyszyn, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego otrzymała grant Polonium 2024 na współpracę z grupą prof. Frederica Paula z Uniwersytetu w Rennes w ramach projektu „Poszukiwanie nowych, wydajnych fotouczulaczy absorbujących wielofotonowo, które będą skuteczne w terapii fotodynamicznej zwalczającej zakażenia bakteryjne”. Wspólnie zajmą się badaniem nowych związków dla biofotoniki z wykorzystaniem narzędzi optyki nieliniowej. 

Absorpcja wielofotonowa leży u podstaw szerokiego wachlarza unikalnych zastosowań w dziedzinie optyki. Od zastosowań ściśle wojskowych, takich jak ochrona materiałów lub personelu przed laserami, do bardziej uniwersalnych zagadnień, takich jak obrazowanie żywych organizmów lub łatwa produkcja nanoobiektów, a także obejmujących określone zastosowania w dziedzinie ultraszybkiego przetwarzania informacji, konwersji częstotliwości w górę czy też ultragęstego przechowywania informacji.

Znaczna część badań zjawiska MPA koncentruje się na opracowaniu nowych cząsteczek lub nanocząstek o zwiększonych przekrojach czynnych na absorpcję dwufotonową (2PA). – Poszukiwanie takich molekuł oraz zrozumienie zasad ich projektowania to pierwszy krok w kierunku nowych inteligentnych, wielofunkcyjnych materiałów zoptymalizowanych dla zastosowań wymienionych powyżej, w szczególności w dziedzinie biologii i medycyny – tłumaczy prof. Matczszyn. – Nasz zespół ma duże doświadczenie w takich badaniach, zwłaszcza w zastosowaniu tzw. techniki Z-scan, pozwalającej na wyznaczenie przekrojów czynnych na dwufotonową absorpcję (2-photon absorption- 2PA , sigma 2) dla niefluorescencyjnych cząsteczek.

W swoimi projekcie badacze z Polski i Francji skupią się na trzeciorzędowych nieliniowych właściwościach optycznych kilku typów wielobiegunowych struktur organicznych/organometalicznych, a w szczególności na ilościowym określeniu przekrojów czynnych na absorpcję wielofotonową.

– Zajmiemy się przede wszystkim wyzwaniami leżącymi u podstaw badania każdej z tych konkretnych rodzin związków, co przyczyni się do ich lepszego poznania – mówi prof. Katarzyna Matczyszyn. – Ponadto, planujemy sprawdzenie przydatności biologicznej tych nowozsyntezowanych związków, zwłaszcza w kontekście zastosowań we wzbudzanej wielofotonowo, antybakteryjnej terapii fotodynamiczej (aPDT).

Grant Polonium to inaczej francusko-polskie Partnerstwo Huberta Curiena (PHC). Finansowany jest w Polsce przez Narodową Agencję Wymiany Akademickiej (NAWA), a we Francji przez Ministerstwa Europy i Spraw Zagranicznych (MEAE) oraz Szkolnictwa Wyższego i Badań Naukowych (MESR).