Jedenaście osób z Politechniki Wrocławskiej znalazło się w gronie laureatów konkursu Sonata 21 Narodowego Centrum Nauki. Na realizację swoich projektów otrzymają ponad 13 mln zł. To drugi najlepszy wynik wśród wszystkich polskich uczelni technicznych i piąty w skali całego kraju pod względem liczby laureatów.

Konkurs Sonata jest skierowany do badaczek i badaczy ze stopniem doktora (uzyskanym od 2 do 7 lat przed wystąpienia z wnioskiem) i wspiera osoby rozpoczynających karierę naukową w prowadzeniu innowacyjnych badań. Projekty mogą trwać 12, 24 lub 36 miesięcy. W budżecie można zaplanować wynagrodzenia dla kierownika i wykonawców projektu oraz koszty prowadzenia badań (sprzęt, usługi, materiały, wyjazdy, itp.), a także koszty obniżenia pensum dydaktycznego.

W tej edycji konkursu złożono do NCN 1 348 wniosków, których łączna wartość wyniosła ponad 1,6 mld zł. Do finansowania zakwalifikowano ostatecznie 243 projekty na kwotę niemal 342 mln zł.

Jedenaście projektów o łącznej wartości 13,5 mln zł będzie realizowanych na Politechnice Wrocławskiej i jest drugi najlepszy wynik wśród polskich uczelni teczhnicnzych.

Laureaci i laureatki programu Sonata 21 z Politechniki Wrocławskiej

Dr inż. Marco Deiana (Wydział Chemiczny) 

„LumiG4: Światłem sterowane oddziaływanie z genowo specyficznymi strukturami G-kwadrupleksów”. Kwota dofinansowania: 2 799 900 zł.

Projekt stawia sobie za cel przekształcenie światła w precyzyjne narzędzie do kontrolowania genów powiązanych z chorobami nowotworowymi. Zamiast wpływać na wiele miejsc w DNA jednocześnie, w ramach projektu opracowane zostaną programowalne, kierowane przez DNA narzędzia molekularne. Będą one rozpoznawać wybrane struktury G-kwadrupleksów (G4), a po naświetleniu będą wywoływać lokalne reakcje chemiczne dokładnie tam, gdzie są one potrzebne.

Poprzez celowanie w G-kwadrupleksy zlokalizowane w promotorach genów nowotworowych, LumiG4 pozwoli odkryć, jak lokalna modyfikacja DNA zmienia ekspresję genów, oraz otworzy nową drogę w kierunku fototerapii sterowanej sekwencją DNA.

Dr inż. Anna Kisiela-Czajka (Wydział Mechaniczno-Energetyczny) 

„BioLEH2: Zwiększenie efektywności niskoemisyjnej produkcji wodoru z nośników energii pochodzących z biomasy poddanych procesom konwersji termochemicznej”. Kwota dofinansowania: 2 310 802 zł.

Wodór może odegrać ważną rolę w transformacji energetycznej i ograniczaniu emisji CO₂. Jedną z obiecujących metod jego produkcji jest wykorzystanie bio-olejów powstających z pirolizy biomasy odpadowej.

Projekt dr Kisieli-Czajki zakłada opracowanie nowych katalizatorów, które pozwolą prowadzić ten proces efektywniej, w niższych temperaturach i z mniejszym ryzykiem dezaktywacji.

Badacze z PWr wykorzystają m.in. zeolit z popiołów lotnych oraz nanowłókna krzemionkowe, modyfikowane renem i tlenkiem ceru. Projekt będzie realizowany we współpracy z naukowcami z National Institute of Technology Karnataka.

Dr inż. Karolina Kordek-Khalil (Wydział Chemiczny)

„CataLink: Powiązanie charakterystyki powierzchni z bezpośrednim wzrostem nanowłókien węglowych na potrzeby elektrokatalizatorów nowej generacji”. Kwota dofinansowania: 1 414 620 zł.

Elektrokatalizatory w warunkach pracy często zmieniają swoją strukturę, morfologię i skład chemiczny powierzchni. Zjawisko to jest dobrze znane, wciąż małym zainteresowaniem cieszy się obserwowanie tych zmian podczas rzeczywistego działania materiału.

W projekcie CataLink naukowcy zbadają, jak powstają i funkcjonują nowoczesne elektrody oparte na nanowłóknach węglowych, które mogą zastąpić drogie katalizatory zawierające metale szlachetne.

Dzięki zaawansowanym badaniom prowadzonym bezpośrednio podczas pracy elektrod będą śledzić zmiany zachodzące na ich powierzchni oraz identyfikować miejsca odpowiedzialne za wysoką aktywność katalityczną.

Wyniki pomogą projektować wydajniejsze i trwalsze  materiały dla technologii wodorowych oraz magazynowania energii.

Dr Tamaghna Hazra (Wydział Podstawowych Problemów Techniki)

„Bozony zablokowane w płaskich pasmach: oparte o geometrię kwantową podejście do nadprzewodnictwa w silnie skorelowanych układach bez krytyczności kwantowej”. Kwota dofinansowania: 1 281 440 zł.

Nadprzewodniki to materiały, które mogą przewodzić prąd elektryczny bez strat energii. Mimo wielu lat badań naukowcy wciąż nie są zgodni, jakie mechanizmy odpowiadają za to zjawisko w materiałach działających w stosunkowo wysokich temperaturach.

Celem projektu dr. Hazry jest połączenie dwóch konkurencyjnych teorii opisujących silnie skorelowane nadprzewodnictwo. Badacze wykorzystają układy z tzw. płaskimi pasmami energetycznymi, w których elektrony zachowują się w nietypowy sposób.

Wyniki mogą przybliżyć naukowców do stworzenia spójnego opisu jednego z najważniejszych zjawisk współczesnej fizyki materii.

Dr inż. Tomasz Nowobilski (Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego) 

„Multimodalne modelowanie kontekstu behawioralnego i predykcja sytuacji ryzykownych procesu pracy w środowisku budowlanym [PRISCON]”. Kwota dofinansowania: 1 265 543 zł.

Głównym założeniem projektu jest opracowanie modeli predykcyjnych wspierających ocenę ryzyka w procesach pracy realizowanych na terenie budowy.

W badaniach wykorzystane zostaną dane obrazowe, przestrzenne i środowiskowe oraz metody sztucznej inteligencji, aby analizować zależności między zachowaniami pracowników, organizacją pracy i zmiennymi warunkami otoczenia.

Celem badań jest identyfikacja wczesnych sygnałów narastającego zagrożenia, zanim dojdzie do wypadku przy pracy, oraz opracowanie podstaw dla nowej generacji proaktywnych systemów wspomagających zarządzanie bezpieczeństwem pracy w budownictwie.

Dr inż. Patryk Obstarczyk (Wydział Chemiczny)

„RedCoin: Atomowo precyzyjne nanoklastry miedziowców do katalizy dwufotonowej i aktywowanej światłem czerwonym”. Kwota dofinansowania: 1 124 840 zł.

Celem projektu RedCoin jest zaprojektowanie, synteza i zastosowanie atomowo precyzyjnych nanokatalizatorów z metali z grupy miedziowców do syntezy wysoko wyspecjalizowanych związków organicznych, w tym np. farmaceutycznych.

Innowacyjność polega na aktywacji wspomnianych katalizatorów światłem czerwonym lub poprzez absorpcję dwufotonową.

Podejście to umożliwia rozwój bardziej selektywnych metod syntezy, ograniczając problemy związane z użyciem wysokoenergetycznego promieniowania UV, które zwyczajowo stosuje się w syntezie organicznej.

Dr inż. Andrzej Nowok (Wydział Podstawowych Problemów Techniki) 

„Znakowanie izotopowe: nowy etap w rozszyfrowywaniu przejść fazowych i dynamiki molekularnej w perowskitach hybrydowych”. Kwota dofinansowania: 1 115 568 zł.

Organiczno-nieorganiczne związki perowskitowe należą do najbardziej obiecujących materiałów nowej generacji, determinujących rozwój przyszłych technologii fotowoltaicznych i optoelektronicznych. Za ich właściwościami kryje się dynamiczny świat cząsteczek i jonów zdolnych do szybkich ruchów, silnie zależnych od warunków zewnętrznych i przyłożonego pola elektrycznego.

W swoim projekcie dr Nowok odsłoni mechanizmy rządzące tymi procesami wykorzystując znakowanie izotopowe (zastąpienie wybranych atomów wodoru cięższym deuterem). Pozwoli to precyzyjnie wskazać ruchy molekularne odpowiedzialne za przejścia fazowe oraz kluczowe właściwości dielektryczne.

Wyniki otworzą drogę do projektowania materiałów o lepiej kontrolowanych parametrach funkcjonalnych.

Dr inż. Marta Fiedot (Wydział Chemiczny)

„Wielofunkcyjne materiały "inteligentne" inspirowane naturą: mechanistyczne zrozumienie reakcji pektyny na zmiany środowiska (SmartApple)”. Kwota dofinansowania: 743 285 zł.

Projekt dr Fiedot dotyczy opracowania inteligentnych, biodegradowalnych materiałów na bazie pektyny. Badania mają na celu zrozumienie związku między źródłem roślinnym a strukturą i właściwościami polimeru, który zmienia parametry elektryczne pod wpływem bodźców, np. nacisku czy gazów.

Badania obejmują ekstrakcję pektyn z różnych roślin (nie komercyjnych), ich modyfikację chemiczną i analizę strukturalną, tworzenie folii polimerowych i badanie ich cech fizykochemicznych oraz szczegółowe testy właściwości elektrycznych.

Pozwoli to na kontrolowane projektowanie materiałów do elastycznej elektroniki czy systemów monitorowania (np. świeżości żywności), zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju.

Dr Anna Kubicka-Sowińska (Wydział Architektury)

„Pionierska bazylika czy monumentalny portyk? Wykorzystanie HBIM w badaniach ponadregionalnych wpływów w architekturze Nea Pafos na Cyprze w okresie rzymskim”. Kwota dofinansowania: 674 644 zł.

Nea Paphos, starożytna stolica Cypru i ważny ośrodek kulturowy basenu Morza Śródziemnego, wciąż skrywa wiele tajemnic. Jedną z nich są pozostałości monumentalnej budowli odkryte w południowej części miejskiej agory. Wstępne analizy wskazują, że może to być główna bazylika miasta – unikatowy obiekt o dużym znaczeniu dla badań nad architekturą starożytną.

Projekt dr inż. arch. Anny Kubickiej-Sowińskiej połączy badania archeologiczne z nowoczesnymi technologiami cyfrowymi. W ramach prac powstaną szczegółowe modele 3D zabytków opracowane z wykorzystaniem technologii HBIM. Badania będą realizowane we współpracy z Polską Stacją Badawczą na Cyprze Uniwersytetu Warszawskiego.

Dr Bartosz Uniejewski (Wydział Zarządzania)

„Zintegrowane prognozowanie cen energii elektrycznej, obciążenia i produkcji energii odnawialnej w celu podejmowania bardziej świadomych decyzji rynkowych (INSIGHT)”. Kwota dofinansowania: 527 040 zł.

W ramach projektu opracowane zostaną nowe metody łącznego prognozowania cen energii, zapotrzebowania i generacji ze źródeł odnawialnych (OZE), lepiej odzwierciedlające współczesny system elektroenergetyczny.

Wzrost udziału źródeł wiatrowych i słonecznych zwiększa zależność produkcji od pogody oraz zmienność cen, a odbiorcy coraz częściej dostosowują zużycie do warunków rynkowych. Modele uchwycą wzajemne powiązania między pogodą, OZE, cenami i popytem.

Wyniki mają zwiększyć dokładność prognoz oraz ograniczyć ryzyko decyzji handlowych na rynku energii elektrycznej.

Dr Patrycja Łydżba (Wydział Podstawowych Problemów Techniki) 

„Wrażliwość na zaburzenia i dynamika w układach kwantowych, które są prawie całkowalne lub wykazują fragmentację przestrzeni Hilberta”. Kwota dofinansowania: 327 523 zł.

Większość zamkniętych układów kwantowych ulega termalizacji, czyli traci pamięć o szczegółach stanu początkowego. Nie zawsze jest to korzystne, np. w kontekście pamięci kwantowych.

Najlepiej przebadanymi układami, które nie termalizują, są układy całkowalne, posiadające ekstensywną liczbę lokalnych zasad zachowania. Układy te są bardzo wrażliwe na zaburzenia i projekt ma na celu zbadanie tej wrażliwości.

Inną klasą układów nietermalizujących są te z fragmentacją przestrzeni Hilberta, których Hamiltonian, kiedy zapisany w lokalnej bazie, rozpada się na wiele bloków. Badania mają odpowiedzieć na pytanie, czy różnią się one fundamentalnie od układów całkowalnych oraz co dokładnie utrudnia w nich utratę pamięci.

mic