Blisko 4,5 mln zł otrzymało troje naukowców PWr na projekty prowadzone we współpracy z zespołami badawczymi z Niemiec. Granty przyznano w ramach programu Opus LAP organizowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

Opus LAP to część rozstrzygniętego w maju 2021 konkursu Opus, w którym granty otrzymali również naukowcy z PWr. Program LAP ma ułatwić międzynarodowym zespołom badawczym ubieganie się o środki na realizację wspólnych projektów oraz usprawnić proces oceny wniosków przez instytucje finansujące badania. 

W sumie finansowanie otrzymało 30 projektów na łączną kwotę ponad 41,2 mln złotych. Wśród nagrodzonych są trzy projekty z Politechniki Wrocławskiej.

Badania z zakresu fizyki…

Grant w wysokości ponad 1 mln zł otrzymał dr Daniel Wigger z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki. Swój projekt w zakresie fizyki pt. „Akustyka kwantowa z wykorzystaniem półprzewodnikowych kropek kwantowych” będzie realizował we współpracy z Uniwersytetem w Münster.

– Na Politechnice Wrocławskiej przeprowadzimy teoretyczne symulacje badanych układów. Eksperymentalne analizy wykonane zostaną przez prof. Huberta Krennera w Münster – mówi dr. Daniel Wigger. – Badania prowadzone w ramach współpracy będą dotyczyły m.in. własności pojedynczych kwantowych cząstek dźwięku i światła w nanoskali oraz możliwości ich wykorzystania w przyszłych hybrydowych technologiach kwantowych – dodaje.

Klasyczne fale dźwiękowe są już powszechnie wykorzystywane w używanych przez nas na co dzień urządzeniach, takich jak smartfony. Jednakże w swoim projekcie prof. Krenner i dr Wigger proponują rozwiązania przekraczające granicę kwantowego świata w nanoskali, a tym samym otwierające nowy obszar zastosowań w nanotechnologii.

…laserowego chłodzenia… 

Ponad 1,7 mln zł na projekt pt. „Anty-Stokesowkie Chłodzenie dla Fluidyki” otrzymał dr inż. Paweł Karpiński z Wydziału Chemicznego. Trzyletni projekt będzie realizowany z grupą prof. Franka Cichosia z Uniwersytetu w Lipsku. Badania dotyczą możliwości wykorzystania nano- i mikrokrzyształów domieszkowanych jonami ziem rzadkich, takimi jak iterb i erb, do indukowanego laserem chłodzenia układów wodnych. 

– Równolegle będziemy pracować nad zdalnymi metodami pomiaru temperatury z wykorzystaniem światła rozproszonego, tzw. rozpraszania Ramana. Będziemy również badać możliwości wykorzystania lokalnego chłodzenia, do wzbudzania przepływu cieczy w gradiencie temperatur i połączymy to z badaniami nad roztworami soli, które zawierają małe jony i mogą być przyciągane lub odpychane od źródła zimna – wyjaśnia dr inż. Paweł Karpiński.

Pozytywne wyniki projektu będą miały ogromny wpływ na badania biologiczne, ponieważ pozwoli to na pomiary właściwości komórek i ich reakcji na stres niskotemperaturowy. Może również znaleźć zastosowanie w miejscowej krioterapii do unieszkodliwiania lub zabijania komórek chorych lub rakowych. Do tej pory chłodzenie laserem było bowiem ograniczone do ciężkiej wody (D2O), która nie występuje w organizmach żywych i nie da się w niej prowadzić badań biologicznych.

…i inżynierii materiałowej

Za trzeci z nagrodzonych projektów pt. „Badania wpływu samoleczących, organiczno-nieorganicznych warstw zol-żel na odporność korozyjną i zmęczenie stali w zakresie VHCF” na Politechnice Wrocławskiej odpowiada dr inż. Justyna Krzak z Wydziału Mechanicznego. 

Partnerami projektu będą zespoły prof. Wojciecha Simki z Politechniki Śląskiej (Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii) oraz dr Marka Smagi z Uniwersytetu Technicznego w Kaiserslautern (Wydział Budowy Maszyn i Inżynierii Procesowej, Katedra Materiałoznawstwa). Wysokość grantu wynosi ponad 1,6 mln zł. 

– Projekt porusza ważną kwestię ochrony i degradacji podłoży stalowych, narażonych na korozję i zmęczenie, a pokrytych samonaprawiającymi się organiczno-nieorganicznymi powłokami zol-żelowymi. W szczególności celem jest poznanie mechanizmów towarzyszących złożonym stanom degradacyjnym w powłoce przy obciążeniu zmęczeniowym, w tym gigacyklowym (VHCF) – mówi dr inż. Justyna Krzak.

Wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu posłużą do opracowania modeli opisujących wpływ środowiska, naniesionych warstw oraz rodzaju obciążenia na degradację korozyjną jak i zmęczeniową. 

Naukowcy zakładają, że otrzymana w projekcie aktywna zol-żelowa powłoka krzemionkowa, zmodyfikowana butanolanem cyrkonu oraz nanokapusłami zawierającymi Ce(III), zwiększy  odporność na korozję stali: niskowęglowej P265GH oraz austenitycznej AISI 904L, pracujących w warunkach podwyższonych obciążeń mechanicznych oraz opóźni pęknięcia warstwy wierzchniej podłoży, a tym samym wydłuży „długość życia” materiałów stalowych.

mic