Narodowe Centrum Nauki ogłosiło kolejne w tym roku wyniki konkursu Miniatura. Wśród laureatów znalazło się sześcioro naukowców z Wydziałów Mechanicznego i Chemicznego PWr. Na swoje projekty otrzymali w sumie blisko 280 tys. zł.

Konkurs Miniatura skierowany jest do naukowców z tytułem doktora, którzy nie kierowali jeszcze realizacją projektów badawczych, ani nie byli laureatami konkursów stypendialnych i stażowych finansowanych przez NCN. Laureaci na swoje projekty otrzymują od 5 tys. zł do 50 tys. zł.

Dofinansowanie na swoje projekty w najnowszym rozdaniu zyskało 115 osób, w tym sześć z Politechniki Wrocławskiej. Środki można przeznaczyć na trwające do dwunastu miesięcy badania wstępne/pilotażowe, kwerendę, staż naukowy, wyjazd badaczy lub konsultacyjny.

Dr inż. Konrad Gruber z Wydziału Mechanicznego otrzymał grant w wysokości prawie 50 tys. zł na projekt  „W kierunku poprawy trwałości zmęczeniowej stopu Inconel 718 wytwarzanego przyrostowo poprzez rozdrobnienie ziarna in-situ w procesie topienia laserowego”.

Technologia topienia laserowego to metoda wytwarzania przyrostowego (druku 3D) z proszków metali. Celem projektu jest rozwój materiałów dla tej technologii. Nasz badacz będzie domieszkować proszek superstopu na bazie niklu – Inconel 718 – wykorzystywany m.in. w kosmonautyce i lotnictwie.

Domieszkowanie odbędzie się jednocześnie z procesem druku 3D (in-situ), wpływając na proces krystalizacji superstopu oraz wielkości ziarna po zakrzepnięciu metalu. Celem badań jest poprawa trwałości zmęczeniowej stopu, względem tej obecnie uzyskiwanej dla „drukowanego” Inconelu 718. 

 – Prace badawcze zostaną częściowo zrealizowane w Instytucie Fraunhofera IAPT w Hamburgu. Fraunhofer IAPT jest jedną z wiodących instytucji na świecie w dziedzinie wytwarzania przyrostowego. Dzięki wizycie badawczej w IAPT uzyskam dostęp do systemu topienia laserowego, który pozwala na wytwarzanie z bardzo małych ilości proszków metali. To umożliwi mi przebadanie kilka różnych wariantów domieszkowania – mówi dr inż. Konrad Gruber.

Dr inż. Anna Stanclik z Wydziału Chemicznego zrealizuje projekt „Ocena możliwości zastosowania solubilizatów (chemicznych i mikrobiologicznych) z popiołów i odpadów z przemysłu rolno-spożywczego, jako surowców w procesie krystalizacji struwitu do celów nawozowych – zamknięcie obiegu fosforu”, na który otrzymała dofinansowanie w wysokości blisko 50 tys. zł.

– Zamykanie obiegu składników odżywczych jest aktualnie jednym z najważniejszych trendów gospodarki o obiegu zamkniętym. Z uwagi na kluczowe znaczenie fosforu oraz problemy z jego stabilną dostępnością, niezbędne jest prowadzenie badań nad odzyskiwaniem tego pierwiastka z surowców odpadowych, a następnie nad możliwością wykorzystania otrzymanych w procesie recyklingu produktów do celów nawozowych – wyjaśnia badaczka.

Jedną z najbardziej obiecujących technik odzyskiwania fosforu z odpadów jest krystalizacja struwitu. Kluczowy w tym przypadku jest surowiec, z którego odzyskiwany jest fosfor oraz parametry prowadzenia procesu. Solubilizaty otrzymane w wyniku roztwarzania chemicznego i mikrobiologicznego odpadów z przemysłu rolno-spożywczego oraz z popiołów będących pozostałością ze spalania osadów ściekowych, mogą stanowić alternatywne źródło fosforu.

– Prowadzone w ramach projektu prace badawcze pozwolą jednoznaczne określić, czy solubilizaty mogą być stosowane jako surowce w procesie krystalizacji struwitu do celów nawozowych – co dotychczas było zagadnieniem niebadanym – tłumaczy dr inż. Anna Stanclik.

Zaproponowany zakres badań umożliwi poznanie wpływu składu chemicznego tych solubilizatów oraz parametrów prowadzenia procesu na jakość otrzymanych produktów struwitowych. Jeśli jakość tych produktów okaże się zadowalająca, pozwoli to w dalszej perspektywie na poszerzenie puli surowców/półproduktów fosforowych przeznaczonych do odzysku fosforu, a tym samym przyspieszenie jego obiegu w antroposferze.

Dr inż. Małgorzata Rusińska z Wydziału Mechanicznego otrzymała dofinansowanie w wysokości 49 tys. zł na projekt „Strategie laserowej funkcjonalizacji powierzchni implantów pod kątem proliferacji komórek eukariotycznych”.

– Działania naukowe będą miały charakter badań wstępnych, które umożliwią uzyskanie informacji na temat wpływu obróbki LIPSS (Laser-Induced Periodic Surface Structures) na określone własności funkcjonalne materiału na implanty w warunkach in vitro – tłumaczy badaczka. – Kluczowym aspektem będzie więc poznanie i opisanie podstawowych mechanizmów, jakie wpływają na wzrost i proliferację komórek eukariotycznych na strukturyzowanych powierzchniach stopów tytanu nowej generacji – dodaje.

Z punktu widzenia zastosowania materiału na implanty, istotnym czynnikiem jest kompleksowe przebadanie aktywności komórek oraz bakterii na powierzchniach poddanych strukturyzacji, a także analiza topografii, morfologii i fizykochemii powierzchni, które mogą mieć istotny wpływ na zmianę potencjału reaktywności biologicznej.

– Trafne opisanie zależności pomiędzy charakterystykami powierzchni, a rodzajami strukturyzacji będzie kluczowym punktem badań. Zbudowany zostanie model opisujący wpływ poszczególnych typów struktury na uzyskiwane efekty, jak również efekty interakcji zmiennych w oparciu o metodę Design of Exeperiements (DOE) – wyjaśnia.

Dr Błażej Dziuk z Wydziału Chemicznego na realizację projektu „Kinetyka i mechanizm działania odwracalnych monokrystalicznych fotoprzełączników w warunkach wysokiego ciśnienia” otrzymał dofinansowanie w wysokości blisko 44 tys. zł. Dotyczy on reakcji fotochemicznych w materiałach krystalicznych badanych w wysokim ciśnieniu.

– Badania te bazują na zdobytym do tej pory dużym doświadczeniu z materiałami monokrystalicznymi i technikami wysokociśnieniowymi, stosowanymi z powodzeniem w grupie krystalograficznej na Wydziale Chemicznym PWr – wyjaśnia naukowiec. – Projektowanie materiałów półprzewodnikowych, których właściwości i funkcje można zmieniać w sposób kontrolowany przez zastosowanie światła jest ważnym celem we współczesnej chemii materiałów – dodaje.

Potencjalne zastosowania takich materiałów mają szeroki zakres: od przechowywania danych po inteligentne okna. Wraz z rosnącym zainteresowaniem nimi zwrócono uwagę na kompleksy metali przejściowych zawierające odpowiednie ligandy, które mogą przełączać się między poszczególnymi formami izomerycznymi po aktywacji światłem.

Dr inż. Bartłomiej Kryszak z Wydziału Chemicznego otrzymał grant w wysokości ponad 40 tys. zł na projekt „Opracowanie metody laserowej modyfikacji powierzchni kompozytów na bazie polimerów biodegradowalnych, wykazującej potencjał w zastosowaniach biomedycznych”.

Obiektem planowanych badań są materiały kompozytowe na bazie syntetycznych polimerów biodegradowalnych z dodatkiem ceramicznego napełniacza – hydroksyapatytu.

– Polimery biodegradowalne, posiadające zdolność do degradacji w warunkach fizjologicznych, w połączeniu z ceramiką apatytową symulującą frakcję mineralną naturalnej kości, wydają się być atrakcyjnymi biomateriałami do zastosowań w inżynierii tkankowej kości – mówi dr inż. Bartłomiej Kryszak.

Hydroksyapatyt w wyniku procesów przetwórczych zostaje często „zatopiony” w matrycy polimerowej przez co jego potencjał regeneracyjny, niezwykle ważny przy pierwszym kontakcie biomateriału z tkanką, jest znacząco ograniczony.

– Celem zaplanowanych badań jest opracowanie techniki subtraktywnej, wykorzystującej techniki laserowe, pozwalającej na odsłonięcie frakcji apatytowej na powierzchni kompozytu poprzez kontrolowane usunięcie polimeru. Zaproponowana modyfikacja pozwoli na poprawę właściwości powierzchni istotnych z punktu widzenia inżynierii biomedycznej – wyjaśnia naukowiec.

Dr inż. Małgorzata Rutkowska-Gorczyca z Wydziału Mechanicznego otrzymała grant w wysokości ponad 45 tys. zł na projekt „Wpływ nawodorowywania w procesie fotokatalitycznym na mikrostrukturę oraz możliwość występowania kruchości wodorowej w membranach metalicznych”.

Prace badawcze realizowane w ramach projektu, obejmują badania wstępne mające na celu określenie wpływu mikrostruktury metalicznych membranach na możliwość wywołania i kontroli kruchości wodorowej.

– Temat degradacji materiałów metalicznych wywołanej występowaniem środowiska wodorowego nie jest tematem nowym, jednak eskalacja problemu będzie narastać w niedalekiej przyszłości, w wyniku planowanego zastąpienia dotychczas stosowanych tradycyjnych źródeł energii, energią wodorową – mówi badaczka. – Tematyka projektu jest także zbieżna z działalnością Centrum Technologii Wodorowych i Odnawialnych Źródeł Energii PWr, którego inauguracja planowana jest na wrzesień tego roku, a którego jestem członkiem naukowym – dodaje.

Pełną listę laureatów można znaleźć na stronie NCN.

Wcześniej granty w konkursie Miniatura otrzymały dr inż. Katarzyna Ożga z Wydziału Chemicznego, dr inż. Weronika Urbańska z Wydziału Inżynierii Środowiska, dr inż. Vishnu Suresh z Wydziału Elektrycznego i dr inż. arch. Agnieszka Szumilas z Wydziału Architektury.

Przeczytaj także:    

• Krok w stronę wielkich odkryć. Miniatura dla badaczki z W3
• Jak odzyskać lit i kobalt z baterii? Grant NCN dla badaczki z W7
• Dwie kolejne Miniatury dla naszych badaczy

mic