Niemal 16 mln zł przyznano naszym naukowcom w ramach 30. edycji programu Opus Narodowego Centrum Nauki. Dofinansowanie otrzymało dziewięć osób z czterech wydziałów PWr. To drugi najlepszy wynik wśród wszystkich polskich uczelni technicznych i czwarty w skali całego kraju pod kątem liczby laureatów. 

Program Opus jest skierowany do wszystkich badaczek i badaczy, niezależnie od ich stażu, wieku i poziomu doświadczenia. Granty można realizować z udziałem partnerów zagranicznych lub bez, a także z wykorzystaniem wielkich międzynarodowych urządzeń badawczych, takich jak akceleratory cząstek, reaktory badawcze, lasery czy teleskopy.  

Projekt można zaplanować na rok, 2, 3 lub 4 lata. Nie ma limitów budżetowych ani określonych wymagań co do składu zespołu realizującego. Granty można przeznaczyć m.in. na wynagrodzenia, stypendia, zakup aparatury naukowo-badawczej, urządzeń, oprogramowania i materiałów, usługi, wyjazdy, wizyty, konsultacje i inne koszty niezbędne do realizacji założeń projektu. 

W tej edycji zgłoszono rekordową liczbę 2 092 wniosków, a do finansowania eksperci NCN zakwalifikowali ostatecznie 279 wnioski na łączną kwotę 570 mln zł.

Dziewięć grantów o wartości niemal 16 mln zł trafi na Politechnikę Wrocławską. To drugi wynik wśród wszystkich polskich uczelni technicznych pod kątem liczby laureatów i czwarty w skali całego kraju. Dodatkowo jeden projekt będzie realizować w ramach konsorcjum prowadzonego przez Uniwersytet Wrocławski. 

Laureaci i laureatki programu Opus 30 z Politechniki Wrocławskiej 

Dr hab. Joanna Feder-Kubis, prof. uczelni (Wydział Chemiczny) 

„OASIS: Rozwijanie inżynieryjnego i zrównoważonego potencjału zaawansowanych organicznych systemów jonowych”. Kwota dofinansowania: 2 902 300 zł. 

Projekt OASIS to nowe otwarcie w projektowaniu i zrównoważonej syntezie szerokiej klasy organicznych systemów jonowych – od cieczy jonowych i surfaktantów przez rozpuszczalniki głęboko eutektyczne oraz zwitterjony po klastry jonowe. Związki te mogą jednocześnie budować strukturę materiału i nadawać mu określone funkcje.

Zespół prof. Joanny Feder-Kubis będzie opracowywał sposoby ich otrzymywania, wykorzystując nowoczesną syntezę organiczną, oddziaływania wodorowe i siłę słabych wiązań międzycząsteczkowych, oraz integrował je z materiałami porowatymi.

Takie podejście ma stworzyć podstawy dla nowej generacji projektowalnych hybrydowych materiałów jonowych dla diagnostyki, sensorów, bioinżynierii i technologii środowiskowych.

Dr hab. inż. Anna Dzimitrowicz, prof. uczelni (Wydział Chemiczny)

„Wysokowydajne oczyszczanie przemysłowych ścieków kopalnianych jako modelowych próbek środowiskowych z wykorzystaniem technologii zimnej plazmy atmosferycznej do ich ponownego biobezpiecznego zagospodarowania w materiałach budowlanych (CAPTURE)”. Kwota dofinansowania 2 672 738 zł. Partnerem w projekcie jest Uniwersytet Gdański.

Celem jest opracowanie nowej metody oczyszczania ścieków kopalnianych z wykorzystaniem plazmy oraz ponownego wykorzystania ich w materiałach cementowych.

Zespół kierowany przez dr hab. inż. Annę Dzimitrowicz, prof. uczelni, tworzą: dr hab. inż. Wojciech Śledź (Uniwersytet Gdański) oraz prof. Łukasz Sadowski, prof. Paweł Pohl i dr inż. Sławomir Czarnecki (wszyscy PWr). W badania zaangażowani są także prof. Renwu Zhou oraz prof. Marijana Hadzima-Nyarko.

Ich wspólny projekt ma pomóc w ograniczaniu odpadów i wspierać rozwój gospodarki obiegu zamkniętego. Badacze stworzą modele opisujące proces oczyszczania ścieków, opracują nowe metody analityczne oraz sprawdzą, jak oczyszczone ścieki wpływają na właściwości i odporność materiałów cementowych.

Dr Mateusz Wnukowski (Wydział Mechaniczno-Energetyczny) 

„Więcej niż węgiel: odblokowywanie nowych możliwość w pirolizie metanu z wykorzystaniem plazmy mikrofalowej”. Kwota dofinansowania: 2 091 179 zł. 

Zrównoważona produkcja wodoru jest kluczowa dla osiągnięcia celów klimatycznych UE, jednak obecne technologie mają istotne ograniczenia. Projekt dr. Wnukowskiego bada nowatorską metodę przekształcania metanu w plazmie, umożliwiającą jednoczesne wytwarzanie wodoru i etylenu - jednego z najważniejszych surowców przemysłu chemicznego. Zastosowanie dodatku wodoru i azotu może zwiększać potencjał produkcji etylenu kosztem mniej pożądanej sadzy.

Łącząc badania eksperymentalne, diagnostykę plazmy oraz modelowanie procesu, zespół z W9 wyjaśni mechanizmy rządzące tym zjawiskiem. Wyniki mogą otworzyć drogę do bardziej zrównoważonej produkcji wodoru i cennych chemikaliów z metanu i biometanu.

Dr hab. inż. Magdalena Asejczyk, prof. uczelni (Wydział Podstawowych Problemów Techniki)

„Wielomodalny agent AI do diagnostyki jaskry, prognozowania progresji i wsparcia decyzji klinicznych”. Kwota dofinansowania: 1 857 440 zł. Partnerem w projekcie jest Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu.

W ramach nowatorskiego projektu opracowany zostanie inteligentny asystent komputerowy oparty na sztucznej inteligencji, który wesprze lekarzy okulistów w walce z jaskrą.

System będzie jednocześnie analizował wiele form danych o oku, uczył się wzorców choroby i sugerował jasne ścieżki diagnozy oraz leczenia.

Kluczowe rozwiązania projektu to algorytm przewidujący przyszłe zmiany widzenia pacjenta, technologia analizy budowy 3D oka ze zwykłych zdjęć oraz system automatycznego sprawdzania bezpieczeństwa leków. Narzędzie przedstawi przejrzyste, zrozumiałe uzasadnienia swoich decyzji, standaryzując opiekę medyczną.

Dr inż. Mateusz Szatkowski (Wydział Podstawowych Problemów Techniki) 

„Dekompozycja modów Laguerr'a - Gauss'a z wykorzystaniem uczenia głębokiego”. Kwota dofinansowania: 1 817 150 zł. 

Rosnący ruch danych wymaga nowych stopni swobody w komunikacji optycznej. Strukturyzowane wiązki świetlne, w tym wiązki z orbitalnym momentem pędu (OAM), oferują nieograniczoną pojemność, wykorzystując każdą wartość OAM jako niezależny kanał danych. Wymaga to jednak szybkich, prostych i nieinterferometrycznych metod dekompozycji wiązki z jednego zdjęcia, których obecnie brak.

Celem projektu dr. Szatkowskiego jest opracowanie metody opartej na uczeniu głębokim, trenowanej na danych eksperymentalnych, do precyzyjnej, jednoobrazowej dekompozycji wiązek OAM, działającej lepiej niż obecne techniki w warunkach dynamicznych i zaburzonych.

Dr inż. Piotr Putek (Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów) 

„Stochastyczna, wieloaspektowa optymalizacja i rozwój technologii zintegrowanych systemów mikromagnetycznych - SMOT-MICRO”. Kwota dofinansowania: 1 576 708 zł. 

Naukowcy Politechniki Wrocławskiej, Uniwersytetu Nazarbajewa w Kazachstanie oraz Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki wspólnie zajmą się opracowaniem mikromacierzy magnetycznych. To miniaturowe układy magnesów pozwalające precyzyjnie kształtować pole magnetyczne w skali mniejszej niż jedna dziesiąta milimetra.

W projekcie powstaną modele cyfrowych bliźniaków takich struktur oraz technologie ich wytwarzania z wykorzystaniem mikrodruku i nanomateriałów magnetycznych. Opracowane rozwiązania zostaną zintegrowane z systemami mikroelektromechanicznymi (MEMS), co może otworzyć drogę do nowych metod bardzo dokładnych pomiarów siły i odległości.

Technologia ta ma znaleźć zastosowanie m.in. w nanometrologii, badaniach biologicznych oraz analizie pojedynczych komórek.  

prof. Bartosz Zajączkowski (Wydział Mechaniczno-Energetyczny) 

„Badanie mechanizmów transportu termomagnetycznego determinujących wymianę ciepła w nanocieczach ferromagnetycznych”. Kwota dofinansowania: 1 498 552 zł. 

Ferronanociecze to ciecze zawierające nanocząstki reagujące na pole magnetyczne. Dzięki temu ich właściwości można zmieniać podczas pracy urządzeń, wpływając m.in. na transport ciepła.

W swoim projekcie naukowiec z Wydziału Mechaniczno-Energetycznego zamierza wyjaśnić, dlaczego pole magnetyczne w jednych warunkach zwiększa efektywność wymiany ciepła, a w innych ją ogranicza. W trakcie jego badań powstaną modele opisujące zachowanie cząstek oraz mapy tzw. reżimów termomagnetycznych.

Uzyskane wyniki pomogą w rozwoju nowoczesnych systemów chłodzenia, elektroniki, technologii medycznych i układów mikroprzepływowych.

Prof. Marcin Mierzejewski (Wydział Podstawowych Problemów Techniki) 

„Identyfikacja praw zachowania oraz powolnych modów w makroskopowych kwantowych modelach sieciowych”. Kwota dofinansowania: 733 800 zł. 

Komputery kwantowe oraz nowoczesne urządzenia elektroniczne działają dzięki temu, że miliardy bardzo małych cząstek oddziałują ze sobą zgodnie z prawami mechaniki kwantowej. Chociaż zachowanie pojedynczej cząstki można dokładnie opisać, to przewidywanie, jak zachowa się cały duży układ, jest bardzo trudnym zadaniem. Jedno z pytań dotyczy tego, jak szybko taki układ odzyskuje stan równowagi oraz jak szybko rozprzestrzenia się w nim energia lub informacja.

Projekt prof. Marcina Mierzejewskiego pomoże lepiej zrozumieć, jak chronić informację kwantową przed zakłóceniami, jak transportowane jest ciepło i ładunek w nowoczesnych materiałach oraz dlaczego niektóre układy zachowują się inaczej niż przewidują standardowe teorie.

Dr hab. inż. Rafał Zdunek, prof. uczelni (Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów) 

„Fizycznie ugruntowane wielomodalne uczenie samonadzorowane z wykorzystaniem dekompozycji tensorowych do detekcji i identyfikacji cyklostacjonarnych impulsowych sygnatur uszkodzeń w maszynach obrotowych”. Kwota dofinansowania: 690 400 zł. 

Interdyscyplinarny projekt naukowców z Wydziałów: Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii oraz Matematyki dotyczy wykrywania uszkodzeń łożysk i przekładni w maszynach obrotowych na bardzo wczesnym etapie, zanim doprowadzą one do awarii. Planowane badania obejmują opracowanie nowych, obliczeniowo wydajnych algorytmów detekcji i identyfikacji uszkodzeń na podstawie sygnałów drgań i akustycznych oraz wiedzy o fizyce pracy maszyn.

Zastosowanie zaawansowanych metod przetwarzania sygnałów i uczenia maszynowego, w szczególności dekompozycji tensorowych i uczenia samonadzorowanego, ma umożliwić rozpoznawanie bardzo słabych symptomów uszkodzeń także przy zmiennej prędkości pracy, zakłóceniach pomiarowych oraz ograniczonej dostępności danych ze stanów awaryjnych lub ich braku.

Projekt, w którym jesteśmy partnerami konsorcjum

Prof. Łukasz Opaliński (Uniwersytet Wrocławski) / Dr inż. Marta Kalka (Wydział Chemiczny) 

„Przestrzenna i funkcjonalna modulacja sierocych receptorowych kinaz tyrozynowych przez sieć galektyny-glikany”. Kwota dofinansowania: 2 992 050 zł, w tym dla PWr 295 240 zł. 

Receptory kinaz tyrozynowych (RTK) to białka błonowe, które odbierają sygnały z otoczenia i regulują kluczowe procesy komórkowe, takie jak podziały, różnicowanie i migracja. Zaburzenia ich działania mogą prowadzić do rozwoju nowotworów. Część RTK, tzw. sieroce receptory (oRTK), nie ma dotąd poznanych ligandów aktywujących.

W tym projekcie naukowcy zbadają, czy galektyny – białka wiążące cukrowe fragmenty receptorów – mogą pełnić rolę takich „zastępczych” ligandów i kontrolować aktywność oRTK. Szczególną uwagę poświęcona zostanie rakowi piersi, gdzie oba typy białek występują w nadmiarze. Wyniki mogą przyczynić się do opracowania nowych, bardziej precyzyjnych terapii przeciwnowotworowych.