Siedem osób z Politechniki Wrocławskiej znalazło się w gronie laureatów konkursu Sonata Narodowego Centrum Nauki. Nasi badacze i badaczki na realizację swoich projektów otrzymają w sumie 6 mln zł.

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.

W tej edycji konkursu złożono do NCN 1 179 wniosków, których łączna wartość wyniosła ponad 1,3 mld zł. Do finansowania zakwalifikowano ostatecznie 207 projektów na kwotę niemal 260 mln zł.

Pełną listę laureatów konkursu Sonata można znaleźć na stronie NCN.

Granty Sonata na Politechnice Wrocławskiej otrzymali:

Dr Jakub Szyller (Wydział Medyczny)

Naukowiec z Katedry Nauk Przedklinicznych, Farmakologii i Diagnostyki Medycznej otrzymał grant  wysokości ponad 2,4 mln zł na projekt „INFLOXAR – Badanie przyczyn zaburzeń przewodzenia przedsionkowo-komorowego wraz z porównaniem efektów mięśniowej i fizjologicznej stymulacji serca przez multiparametryczną ocenę stresu oksydacyjnego, odpowiedzi immunologicznej i wspólnych mechanizmów”.

Projekt zakłada zbadanie i zrozumienie, w jaki sposób stres oksydacyjny, czyli zaburzenie równowagi pomiędzy układem antyoksydacyjnym i wytwarzaniem reaktywnych form tlenu, i procesy zapalne wpływają na funkcjonowanie serca, a dokładnie na rozwój zaburzeń przewodzenia.

– Tak zwane bloki przewodzenia mogą prowadzić do poważnych powikłań, m.in. do niewydolność serca, omdlenia czy nawet nagłego zgonu sercowego. Wiemy już, że te dwa stany są ze sobą ściśle powiązane i odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu układu sercowo-naczyniowego i rozwoju różnych arytmii. Chcemy się natomiast skupić na ich wpływie ściśle na procesy elektrofizjologiczne – wyjaśnia dr Szyller.

Jednym ze sposobów leczenia bloków przedsionkowo-komorowych jest wszczepienie stymulatora serca. Istnieją dwie główne metody stymulacji: mięśniowa i stymulacja układu przewodzącego (tzw. stymulacja fizjologiczna). W ramach projekty naukowcy chcą porównać obie metody i przeprowadzić obserwację związanych z nimi procesów biochemicznych.

– Planujemy także opracowanie metod diagnostycznych: znalezienie nowych biomarkerów do przewidywania ryzyka rozwoju określonych zaburzeń przewodzenia czy oceny skuteczności różnych metod stymulacji – dodaje dr Szyller. – Dla mnie, jako ratownika medycznego i diagnosty laboratoryjnego, to idealna możliwość na połączenie „kliniki” z tym, czego nie widzimy, a jest równie fascynujące – biochemią, genetyką czy biologią molekularną.

W swoich badaniach naukowiec chce wykorzystać m.in. chromatografię cieczową sprzężoną ze spektrometrią mas do analiz metabolomicznych, czy niezwykle szybko rozwijające się techniki genetyczne. W całym projekcie ogromną rolę odegrają także klinicyści, specjaliści kardiolodzy (szczególnie elektrofizjolodzy), którzy będą zaangażowani we włączanie do badania ściśle określonych uczestników, dostarczą informacji klinicznych i elektrofizjologicznych, a także będę nieocenionym wsparciem merytorycznym.

Dr inż. Agata Obstarczyk (Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów)

Otrzymała dofinansowanie w wysokości ponad 1,1 mln zł na realizację projektu „Nowatorskie podejście do projektowania i wytwarzania przezroczystych antystatycznych powłok optycznych z analizą rozpraszania ładunku elektrostatycznego w cienkowarstwowych strukturach wielowarstwowych”.

Ładunki elektrostatyczne są powszechnym zjawiskiem, które może stanowić zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa ludzi, a także prowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń urządzeń elektronicznych oraz zakłóceń w procesach produkcyjnych. W środowiskach przemysłowych wyładowania elektrostatyczne mogą również powodować iskrzenie, które w skrajnych przypadkach prowadzi do pożarów lub wybuchów. Dodatkowo obecnie praktycznie każdy element optoelektroniczny, np. obiektyw zintegrowany z kamerą/detektorem, jest wyposażony w dodatkowe powłoki optyczne, np. powłoki antyrefleksyjne czy filtr optyczny. Powłoki takie są wytwarzane na bazie tlenków metali, które ze względu na przewodnictwo elektryczne zaliczane są do izolatorów.

– Głównym celem projektu są badania podstawowe dotyczące zjawisk związanych z gromadzeniem i odprowadzaniem ładunku elektrostatycznego z powierzchni wybranych cienkowarstwowych powłok optycznych stosowanych w wielu typach urządzeń optycznych i optoelektronicznych – wyjaśnia dr inż. Agata Obstarczyk.

W ramach projektu badaczka chce zmierzy się z problemem dotyczącym kinetyki mechanizmu rozpraszania statycznego ładunku elektrycznego zgromadzonego na powierzchni właśnie takich cienkowarstwowych struktur wielowarstwowych. Ponadto zamierzam również wykazać, że taka funkcjonalizacja powierzchni powlekanego elementu optycznego, która czyni go antystatycznym, umożliwia jednocześnie zintegrowanie właściwości antystatycznych w tej samej powłoce wielowarstwowej wraz z innymi właściwościami funkcjonalnymi takimi jak, na przykład, właściwości antyrefleksyjne, ochronne, czy też spełniającymi funkcję dekoracyjną.

Oryginalnym wkładem do obecnego stanu wiedzy będzie propozycja powiązania właściwości elektrycznych i powierzchniowych w procesie rozpraszania ładunku elektrostatycznego.

– Wiedza zdobyta podczas realizacji projektu pozwoli na lepsze zrozumienie zjawisk antystatycznych dzięki kompleksowej analizie rezystywności oraz czasu rozpraszania statycznego ładunku elektrycznego w cienkowarstwowych strukturach wielowarstwowych co w przyszłości umożliwi projektowanie i wytwarzanie nowoczesnych funkcjonalnych powłok optycznych o właściwościach antystatycznych – podkreśla badaczka.

Dr inż. Piotr Szymański (Wydział Zarządzania)

Naukowiec otrzymał grant w wysokości ponad 1,1 mln zł na projekt „Uczenie wielogeomodalnych reprezentacji w celu umożliwienia geograficznego uczenia przez transfer”.

Dr inż. Agnieszka Łupicka-Słowik (Wydział Chemiczny)

Badaczka z Katedry Chemii Organicznej i Medycznej otrzymała grant w wysokości ponad 970 tys. zł na projekt „Opracowanie fosforoorganicznych degraderów CDK4/6 (PROTAC) oddziałujących z cIAP1 (POWERTAP)”. W jego realizację zaangażowani będą również naukowcy z Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda Polskiej Akademii Nauk.

– Zaburzenia prawidłowego funkcjonowania cyklu komórkowego są częstym zjawiskiem w wielu typach nowotworów, w tym w raku piersi. Z tego powodu białka CDK4/6, które są kluczowe w regulacji cyklu komórkowego, stały się ważnym celem terapii przeciwnowotworowych – mówi Dr inż. Agnieszka Łupicka-Słowik. – Chociaż związki hamujące działanie białek CDK4/6, przykładowo palbociclib, wykazują obiecujące efekty terapeutyczne, to z drugiej strony długotrwała ekspozycja często wiąże się z nabyciem oporności komórek nowotworowych – dodaje.

Heterodwufunkcyjne związki o charakterze PROTAC są projektowane w sposób umożliwiający precyzyjne zniszczenie docelowego białka w komórce. Sama koncepcja bazuje na idei, w której jeden fragment chimerycznego związku inicjuje proces znakowania białka docelowego, a następnie jego degradacji przez obecny w komórce proteasom. Drugi fragment związku odpowiada za utrzymanie odpowiedniej odległości pomiędzy białkiem docelowym, a ligazą ubikwityny, która przeprowadza kluczową reakcję znakowania białka docelowego, dzięki czemu kieruje je na ścieżkę degradacji.

– Celem badań jest projektowanie, synteza oraz ewaluacja potencjału nowych fosforoorganicznych heterodwufunkcyjnych degraderów CDK4/6 oddziałujących z białkiem cIAP1. Projekt może przyczynić się do opracowania nowych strategii leczenia nowotworów, szczególnie tych, które rozwijają oporność na obecnie stosowane terapie celowane – wyjaśnia laureatka.

Dr Asha Thomas (Wydział Zarządzania)

Otrzymała grany w wysokości niemal 550 tys. zł na projekt „Interakcje człowieka ze sztuczną inteligencją: Redefinicja tworzenia i udostępniania wiedzy na rzecz zrównoważonego zarządzania zasobami ludzkimi”, który koncentruje się na interakcji między pracownikami a systemami AI i wyzwaniach, jakie stawia ona przed zarządzaniem zasobami ludzkimi (HRM).

– Technologie takie jak uczenie maszynowe, robotyka i generatywna AI są szybko integrowane z codziennymi praktykami pracy. Przedsiębiorstwa w większości branż polegają obecnie na połączeniu ludzkich możliwości i systemów sztucznej inteligencji, aby zwiększyć produktywność, usprawnić podejmowanie decyzji i wspierać innowacje. Pomimo tych imponujących zalet, ta zmiana technologiczna podnosi szereg kwestii związanych z odpowiedzialnością organizacyjną, zaangażowaniem pracowników i długoterminową zrównoważonością – mówi dr Asha Thomas z Katedra Badań Operacyjnych i Inteligencji Biznesowej.

Chociaż narzędzia AI zostały szeroko przyjęte w takich obszarach jak rekrutacja, analityka i monitorowanie wydajności, to naukowcy i eksperci ds. HR nadal zmagają się z pytaniami o to, jak budować znaczącą, etyczną, optymalną i skuteczną współpracę między agentami ludzkimi i sztucznymi w miejscu pracy.

Chociaż Zrównoważone HRM jest wciąż rozwijającą się koncepcją bez jednej powszechnie akceptowanej definicji, jest szeroko postrzegane jako podejście, które integruje długoterminowe myślenie z celami etycznymi, społecznymi i środowiskowymi w praktykach zasobów ludzkich. Wcześniejsze podejścia w tym zakresie wniosły ważne spostrzeżenia na temat tego, w jaki sposób HR może wspierać szersze cele zrównoważonego rozwoju.

– W oparciu o to w swoim projekcie koncentruję się konkretnie na roli interakcji człowiek – AI w kształtowaniu zrównoważonych wyników organizacyjnych. Chciałabym zbadać, w jaki sposób ewoluujący ekosystem człowiek – AI wpływa na praktyki HRM, takie jak uczenie się, rozwój, współpraca i praktyki dzielenia się wiedzą. Projekt przyczynia się tym samym do rozwoju ram Zrównoważonego HRM, które są adaptowalne do realiów cyfrowo przekształconych miejsc pracy – dodaje badaczka.

Głównym założeniem projektu jest opracowanie ram zrównoważonego zarządzania zasobami ludzkimi (Sus-HRM) zaprojektowanych w celu pomocy organizacjom w ponownym dostosowaniu praktyk kadrowych, strategii technologicznych i ekosystemów wiedzy. Celem jest wspieranie bardziej przejrzystych, opartych na współpracy i gotowych na przyszłość miejsc pracy, w których wkład ludzki i możliwości AI są zoptymalizowane, celowo dostosowane i skutecznie zintegrowane w celu zwiększenia wydajności i długoterminowej zrównoważoności.

Dr inż. Mikołaj Janicki (Wydział Chemiczny)

Naukowiec z Instytutu Materiałów Zaawansowanych otrzymał ponad 500 tys. zł na realizację projektu „Chemia fotoredoks w słabo związanych układach molekularnych 514 840”, który dotyczy jednego z największych pytań nauki: jak mogło powstać DNA w warunkach pierwotnej Ziemi?

– Wiemy, że DNA i RNA to podstawowe cząsteczki życia – przekazują i przechowują informacje genetyczne. Jednak mimo znaczących postępów w chemii prebiotycznej w ostatnich latach, naukowcom wciąż trudno jest znaleźć wiarygodne ścieżki chemiczne prowadzące do powstania całego alfabetu cząsteczek RNA oraz DNA, w środowisku sprzed miliardów lat – wyjaśnia dr inż. Mikołaj Janicki.

Poczyniony w ostatnim czasie  postęp w zrozumieniu początków chemicznych DNA i RNA pokazał, że kluczem to rozwikłania zagadki może być światło UV i proste aniony (np. siarczek wodoru), które mogły w czasach młodej Ziemi wszechobecne (https://pwr.edu.pl/uczelnia/aktualnosci/wyjatkowe-odkrycie-w-chemii-czasteczek-bioorganicznych-13537.html). Gdy cząsteczki organiczne tworzą pary z anionami i zostaną oświetlone promieniowaniem UV, może dojść do kontrolowanego transferu elektronów, czyli procesu, który prowadzi do powstania elementów budulcowych DNA.

– W tym projekcie, we współpracy z międzynarodowymi partnerami, przeprowadzone zostaną badania pozwalające zrozumieć mechanizm działania nowej chemii światła, która jest nieznanym wcześniej rodzajem chemii fotoredoks. Szczególny nacisk zostanie położony na wyjaśnienie powstawania tzw. oddziaływań chalkogenowych, czyli słabych interakcji między atomami siarki anionów oraz cząsteczek organicznych, które mają kluczowe znaczenie dla przebiegu tych reakcji – tłumaczy naukowiec.

W ramach szerokiej współpracy międzynarodowej zostaną przeprowadzone zaawansowane obliczenia kwantowo-chemiczne, które zostaną poddane weryfikacji eksperymentalnej, aby lepiej zrozumieć, jak dochodzi do powstawania tych kompleksów i czy mogą one prowadzić do otrzymywania związków o znaczeniu biologicznym.

Efektem projektu może być nie tylko nowe spojrzenie na pochodzenie cząsteczek biologicznych, ale również może zostać wyznaczony kierunek nowoczesnych metod syntezy molekuł bioorganicznych.

Dr inż. Dominik Drabik (Wydział Podstawowych Problemów Techniki)

Naukowiec z Katedry Inżynierii Biomedycznej otrzymał dofinansowanie w wysokości ponad 250 tys. zł na projekt „Modelowanie błony grzybów w celu określenia jej oddziaływania z wybranymi związkami przeciwgrzybicznymi”, który koncentruje się na zaprojektowaniu modeli błon grzybicznych jako platformy do badania substancji o potencjalne fungocytowym.

– A problem jest poważny, gdyż w 2022 r. Światowa Organizacja Zdrowia opublikowała pierwszą w historii listę priorytetowych patogenów grzybowych, identyfikując grzyby stanowiące największe zagrożenie dla zdrowia publicznego – podkreśla dr inż. Dominik Drabik. – Grzyby coraz częściej wykazują odporność na dostępne leki przeciwgrzybiczne i stają się odporne na ekspozycje wyższych temperatur. Kryptokokoza, czyli odgrzybiczne zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych i mózgu, jest obecnie jedną z głównych przyczyn zgonów w Afryce Subsaharyjskiej. Te oraz inne doniesienia podkreślają pilną potrzebę zintensyfikowania badań nad mikroorganizmami grzybowymi i opracowania nowych środków przeciwgrzybiczych – dodaje.

Istnieje wiele strategii projektowania leków, natomiast jednym z najważniejszych ich aspektów jest wyznaczenie celu molekularnego, czyli miejsca „ataku” substancji. Jednym z najbardziej obiecujących celów jest błona komórkowa. W ostatnich latach ogromne, komercyjne sukcesy świętuje oktenidyna (substancja antybakteryjna), która celuje w błonę komórkową, co pokazuje skuteczność takiego podejścia. By móc zacząć je stosować, potrzebny jest jednak dobry model błony grzybowej.

– W ramach projektu planuję się przede wszystkim skupić na badaniu błon asymetrycznych. Chociaż w badaniach do tej pory częściej wykorzystywane są modele błon symetrycznych, to każda błona biologiczna jest asymetryczna – a jej utrata stanowi wczesną oznakę śmierci komórki – wyjaśnia naukowiec.

Asymetria jest zjawiskiem szczególnie istotnym w przypadku komórek grzybów, które są często nieruchome i muszą osiągnąć spolaryzowany wzrost, aby pozyskać składniki odżywcze, komunikować się z innymi komórkami i rozmnażać.

– W ramach tego projektu planuję również rozwinąć warsztat mikrofluidyczny celem otrzymania chipów do preparatyki błon asymetrycznych. Dodatkowo zostanie oceniony wpływ wybranych środków przeciwgrzybiczych na funkcjonowanie zaproponowanych modeli – dodaje dr Drabik.

Dodatkowo naukowcy z Politechniki Wrocławskiej weszli w skład projektu „Lasery VCSEL ze złamaną symetrią: zwiększenie wydajności i osiągnięcie nowych granic w technologii laserów półprzewodnikowych”, którego liderem jest Politechniki Łódzka.

Koordynatorem badań na naszej uczelni dr inż. Mikołaj Badura z Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, a wysokość grantu do blisko 800 tys. zł.

– Projekt dotyczy nowatorskich konstrukcji laserów VCSEL poprzez wprowadzenie asymetrycznych kształtów apertur, inspirowanych koncepcją chaosu falowego. Jego celem jest przełamanie ograniczeń związanych z emisją modów wyższych rzędów, które w tradycyjnych laserach obniżają jakość wiązki i sprawność urządzenia – wyjaśnia dr inż. Mikołaj Badura.

W ramach prowadzonych prac zaprojektowane zostaną struktury o niestandardowych kształtach wnęk, aby poprawić rozkład pól optycznych, zwiększyć moc wyjściową i jednorodność przestrzenną światła. Projekt zakłada także modyfikację struktury epitaksjalnej laserów w celu selekcji wzbudzanych modów. Badania obejmą zaawansowane symulacje komputerowe, precyzyjny wzrost epitaksjalny oraz szczegółową charakteryzację eksperymentalną wykonanych urządzeń.

mic