Profesor Teodor Gotszalk z Zakładu Metrologii Mikro- i Nanostruktur Wydziału Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki PWr przez trzy lata nadzorował dwa duże projekty dotyczące pomiarów w skali nano- i mikrometrów, które właśnie się zakończyły. – Stworzyliśmy mocną grupę zajmującą się tymi zagadnieniami – mówi naukowiec

Iwona Szajner: - 31 grudnia skończyły się dwa duże projekty, którymi pan kierował.
Profesor Teodor Gotszalk: - Zgadza się. Są to programy Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, trzyletnie granty. Jeden to TEAM FoMaMet, a drugi to MISTRZ NanoMetSPM.  Są one bardzo ważne dla naszego zakładu.

Dlaczego?
Z wielu powodów. Zacznę od tego, że dzięki tym projektom udało się stworzyć prężnie działające zespoły badawcze składające się z doktorantów, pracowników naukowych i studentów. Praca tych grup była bardzo dobrze zorganizowana i koordynowana z wielu stron.  Przez te trzy lata trwania projektu powstało kilka takich 6-osobowych zespołów. Obydwa projekty wspierane były przez partnerów zagranicznych z Instytutu Fraunhofera w Dreźnie, Uniwersytetu Technicznego w Ilmenau i Uniwersytetu w Birmingham, Imperial College London czy National Physical Laboratory w Teddington z Wielkiej Brytanii.

Czego dotyczyły badania?
Najogólniej mówiąc, pomiarów sił i mas w mikro- i nanoskali. Doskonale potrafimy mierzyć siły i masy, z którymi na co dzień stykamy się np. w sklepie czy na budowie, ale już z oddziaływaniami w mikro- i nanoskali mamy znacznie więcej kłopotów. A przecież  zjawiska w tak małej skali potrafią decydować o naszych makroskopowych reakcjach. 

Dodam, że w styczniu kończy się jeszcze jeden duży , europejski projekt, w którym uczestniczymy – NANOHEAT. Jego koordynatorem jest  z kolei Instytut Technologii Elektronowej z Warszawy, a Politechnika Wrocławska jest partnerem naukowym. Naszym zadaniem było opracowanie otoczenia pomiarowego i sterującego dla rodziny czujników, sensorów i aktuatorów wykonywanych w ITE. A zasadnicze zadanie pomiarowe dotyczyło tym razem pomiarów temperatury w nanoskali.

Jak pan ocenia realizację tych projektów?
Wiele się przez te trzy lata nauczyliśmy. W projekcie TEAM powstał mocna i unikalna grupa, która w pomiarach w nanoskali jest naprawdę dobra. Myślę, że jako jedyni w Polsce zajmujemy się metrologią w nanoskali, nazywaną w skrócie nanometrologią. Cieszę, że to były międzynarodowe projekty, więc mogliśmy się wymieniać doświadczeniami z innymi laboratoriami – nie tylko naukowymi, ale też przemysłowymi.  Ta wymiana myśli, doświadczeń i wiedzy jest naprawdę  bezcenna. Szczególnie dla młodych ludzi, którzy dopiero zaczynają działalność naukową.  W grudniu zorganizowaliśmy w Szklarskiej Porębie specjalne seminarium na temat projektu.

Podsumowujące obydwa programy?
Uczestnicy projektów prezentowali swoje osiągnięcia i mówili też o planach na przyszłość, jak można ich badania dalej rozwijać. W sumie zaprezentowano 18 wystąpień. Zorganizowaliśmy też sesję plakatową. Gościem specjalnym był profesor Phil Prewett z Uniwersytetu w Birmingham.  Jest on pionierem badań z użyciem skupionej wiązki jonów i uczestniczył też w projekcie TEAM. Każde jego wystąpienie ma specyficzny charakter, bo profesor ma naturę brytyjskiego dżentelmena. Profesor wygłosił wykład zatytułowany „FIB Nano-etch,  Current and Dose Effects”. Przyjechał też do nas dziekan Wydziału Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki  prof. Andrzej Dziedzic. Z kolei młodzi naukowcy z PWr mówili o tym, nad czym pracowali, m.in. o zastosowaniu w pomiarach nowej technologii wiązką elektronową i jonową. Wiąże się to ściśle z działalnością naszego nowego Laboratorium Drobnowidztwa i Drobnodziejstwa, w którym zamierzamy rozwijać metody obróbki struktur za pomocą wiązek jonów i elektronów. Pozwoli nam to nie tylko badać, ale i wytwarzać narzędzia do pomiarów mikro- nanostruktur.

Takie spotkania to chyba też dla młodych okazja do naukowych rozmów w nieco luźniejszej atmosferze?
Zdecydowanie. Oceniam, że wszystkie wystąpienia były dyskutowane twardo, acz życzliwie. Nasz dziekan, prof. Phil Prewett i współpracujący w ramach naszych projektów prof. Piotr Grabiec z ITE Warszawa ogłosili konkurs na najlepsze prezentacje młodych badaczy. Nagrodami dla moich współpracowników były książki - prof. Prewetta, niejako historyczna, bo jedna z pierwszych o trawieniu jonowym, i książka Mariusza Urbanka o genialnych matematykach lwowskich. Z kronikarskiego obowiązku dodam, że prof. Prewett przekazał swoją nagrodę całemu zespołowi młodych badaczy uznając jego pasję,  a laureatami nagród dziekana i prof. Grabca byli Wojciech Majstrzyk i Anna Szumska.

Czy badania, o których rozmawiamy, mają szansę na komercjalizację?
Myślę, że tak, bo jest duże zapotrzebowanie na tego typu pomiary. Świąt dąży do miniaturyzacji, trzeb więc stworzyć odpowiednie narzędzia i metody do mierzenia w skali mikro- i nano-.  Wiele dotychczasowych działań prowadzonych  przemysłowo przypominała trochę prace kuchenne,  gdzie wielu szefów kuchni ma wyczucie, co trzeba zrobić, aby placek jakoś smakował, ale bywało, że nie zawsze ten placek wychodził smaczny. Nanometrologia  będzie dostarczać ścisłych odpowiedzi, co się tak naprawdę dzieje w środku i co trzeba zmieniać, aby nasze ciasto było jeszcze lepsze. Pozwoli również odkryć nowe smaki.  W Zakładzie Metrologii  Mikro- i Nanostruktur mamy technologie, które są bliskie wdrożeniom do przemysłu. Dotyczy to głównie technik mikroskopu bliskich oddziaływań. Możemy się wyspecjalizować w pomiarach  i charakteryzacji  materiałów właściwości termicznych w mirko- i nanoskali. Takie rzeczy robimy m.in. w naszym Laboratorium Drobnowidztwa i Drobnodziejstwa. Proszę sobie wyobrazić, że wszystkiemu towarzyszy wydzielania ciepła, nad którym musimy panować, mój zespół dysponuje i narzędziami, i wyobraźnią w jaki sposób te zjawiska można zobaczyć i zmierzyć.

 

Jakie plany na przyszłość?
Już złożyliśmy dwa wnioski do Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, będące niejako kontynuacją wcześniejszych naszych działań. Są to projekty bliższe  wdrożeniom w przemyśle.  Planujemy też badania podstawowe i zdobywanie wiedzy i doświadczenia  w zakresie pomiarów naprawdę bardzo małych mas – warstw samoorganizujących się, na poziomie molekularnym. Na te badania otrzymaliśmy grant NCN OPUS. Zamierzamy za pomocą układów mikromechanicznych, napędzanych podobnie jak makroskopowe silniki elektryczne tylko, że w nanoskali, uchwycić zjawiska wiązań chemicznych. Suma tych wiązań chemicznych decyduje z kolei np. o znanej inżynierom adhezji. Ale zanim w tym temacie dojdziemy do dojrzałości aplikacyjnej, musimy jeszcze trochę popracować. Jest nad czym.
Iwona Szajner