Pięcioro młodych naukowców z naszej uczelni znalazło się w gronie laureatów pierwszej edycji ministerialnego konkursu „Perły nauki”. Na swoje projekty badawcze otrzymają w sumie ponad 1,1 mln zł.

Program „Perły nauki” to nowa inicjatywa Ministerstwa Edukacji i Nauki, która ma pomóc wybitnie uzdolnionym absolwentom i studentom studiów I stopnia lub studentom po ukończeniu trzeciego albo czwartego roku jednolitych studiów magisterskich w prowadzeniu badań pod kierunkiem opiekuna naukowego.

W pierwszej edycji konkursu złożono 335 wniosków, spośród których wybrano 98 laureatów, w tym pięć osób z Politechniki Wrocławskiej. Oto one:

Olga Kaczmarczyk na projekt „Korelacja mikroskopii elektronowej i wielofotonowej w hybrydowych układach ciekłokrystalicznych” otrzymała ponad 230 tys. zł. Swoje badania będzie prowadzić w laboratoriach Instytutu Materiałów Zaawansowanych oraz w powstającym Laboratorium Mikroskopii Elektronowej. Opiekunami pracy są dr hab. inż. Katarzyna Matczyszyn, prof. uczelni i dr inż. Andrzej Żak z Wydziału Chemicznego.

– Celem projektu jest połączenie wyjątkowych wysokorozdzielczych technik mikroskopowych w badaniach na nanokompozytach ciekłokrystalicznych. Jedną z wykorzystanych technik będzie transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM), drugą zaś mikroskopia wielofotonowa – mówi Olga Kaczmarczyk. – Wybór tych technik spowodowany jest ich możliwościami do obserwowania nanomateriałów, które należą do jednej z najbardziej rozwijających się dziedzin nauki. Dzięki korelacji powyższych technik możliwe będzie scharakteryzowanie badanego nanokompozytu pod różnymi kątami i powiązanie ze sobą jego poszczególnych właściwości – dodaje.

Projekt przewiduje wykonanie obserwacji za pomocą obydwu metod mikroskopowych na precyzyjnie określonym, mikrometrycznym obszarze tego samego preparatu. Wyniki tego typu korelacji nie zostały jeszcze opisane w literaturze.

Radosław Szymon projekt „Badania właściwości optoelektronicznych nanostruktur GaN/AlGaN do zastosowań w emiterach światła” zrealizuje pod opieką dr inż. Euniki Zielony z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki. Na jego realizację otrzymał ponad 215 tys. zł.

– Od lat z powodzeniem wykorzystujemy w systemach oświetlenia diody LED wytwarzane na bazie azotku galu (GaN), ale w kwestii ich rozwoju wciąż nie powiedziano ostatniego słowa. W swoim projekcie stawiam na nanotechnologię, w szczególności nanodruty, jako możliwość zwiększenia wydajności emiterów UVC opartych na azotkach – wyjaśnia Radosław Szymon.

Wykorzystując zaplecze badawcze Narodowego Laboratorium Technologii Kwantowych na Politechnice Wrocławskiej, laureat planuje przez najbliższe trzy lata zająć się badaniami podstawowymi nowatorskich nanodrutów na bazie GaN, w tym z warstwami metalicznymi, które zapewnią tzw. recykling fotonów wydłużający drogę ich absorpcji w warstwie aktywnej.

– Dodatkowo, przez wprowadzenie gradientowej zmiany składu stopu AlGaN, chcę zbadać efekt domieszkowania polaryzacyjnego, który pozwala na otrzymanie obszarów przewodzących zarówno typu p jak i n bez wprowadzania atomów obcych pierwiastków do sieci. Moja współpraca z Instytutem Fizyki Polskiej Akademii Nauk, którego zespół od lat rozwija technologię wzrostu struktur azotkowych, obejmie także wyjazd naukowy do ich laboratoriów, gdzie będę pracował nad procesem wytwarzania układów optoelektronicznych zawierających nanodruty – dodaje.

Maja Wasiluk otrzymała grant w wysokości niemal 240 tys. zł na „Badanie zjawisk koherencji w pojedynczych kropkach kwantowych na zakres telekomunikacyjny”, który przez 2,5 roku będzie prowadzić w Laboratorium Optycznej Spektroskopii Nanostruktur w Katedrze Fizyki Doświadczalnej na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki.

– Zajmę się doświadczalnym zbadaniem procesów dekoherencji, którym podlegają nośniki związane w epitaksjalnych kropkach kwantowych emitujących w podczerwieni telekomunikacyjnej. Jest to istotny problem badawczy zarówno z punktu widzenia badań podstawowych, poszerzający naszą wiedzę o oddziaływaniach nośników z otoczeniem, jak i potencjalnych zastosowań, gdyż dekoherencja jest fundamentalnym ograniczeniem dla wszelkich przyrządów bazujących na zjawiskach ściśle kwantowych – tłumaczy Maja Wasiluk.

Prace będą się odbywać dwutorowo. Z jednej strony dzięki pomiarom interferencyjnym określany będzie stopień nierozróżnialności kolejno emitowanych fotonów, ograniczany właśnie przez dekoherencję związaną ze stanem emitera. Natomiast pomiar krzywej Hanle, czyli utraty polaryzacji spinowej nośników (przewagi spinów jednego rodzaju) pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego, umożliwi wyznaczenie charakterystycznych czasów dekoherencji spinu. Określenie czynników powodujących dekoherencję pomoże zoptymalizować istniejące źródła oraz zweryfikować potencjał aplikacyjny badanych układów.

– Zbadanie zjawisk koherencji spinu i fotonów emitowanych przez nanostruktury w telekomunikacyjnym zakresie spektralnym będzie jednym z pierwszych takich rezultatów na świecie i pierwszym w Polsce. Projekt podejmuje bardzo aktualne i ważne zagadnienie badawcze, a realizacja jego celów pozwoli uzupełnić istniejący stan wiedzy na temat zjawisk dekoherencji w strukturach z kropkami kwantowymi mogącymi znaleźć zastosowanie w telekomunikacji kwantowej – podkreśla laureatka.

Mikita Davykoza swój projekt „Inżynieria magazynów energii wykorzystujących protonowane polioksometalany oraz heteropolikwasy” zrealizuje pod opieką dr. inż. Romana Szafrana na Wydziale Chemicznym. Na badania otrzymał grant w wysokości niemal 240 tys. zł.

– Podejmę się opracowania, wykonania i przebadania wysokosprawnego elektrochemicznego systemu magazynowania energii elektrycznej o skalowalnej konstrukcji – mówi laureat. - Będzie ona wykorzystywać ciekłe nośniki wodoru - wodne roztwory polioksometalanów (POM) oraz heteropolikwasów (HPA), przeznaczone do zastosowań w energetyce dużych mocy, energetyce odnawialnej oraz elektromobilności

Przedmiotem badań będą zjawiska transportu masy, ciepła, pędu i ładunków elektrycznych oraz ich wpływ na sprawność ogniwa i gęstość prądu w mikroprzepływowych ogniwach elektrochemicznych redoks.

Projekt ma charakter interdyscyplinarny, łącząc badania z szeregu dyscyplin naukowych, poczynając od chemii podstawowej (synteza chemiczna POM/HPA), przez inżynierię chemiczną (badania i analiza zjawisk transportu w ogniwach z katalizowaną reakcją elektrochemiczną, badania hydrodynamiki mikroprzepływów metodami numerycznymi CFD/LBM oraz μPIV), po inżynierię materiałową (laserowa mikrostrukturyzacja warstw katalitycznych) i procesy mechaniczne (projektowanie i fabrykacja aparatów w środowisku CAD/CNC i laserowa obróbka materiałów).

– W wielu obszarach badania będą miały charakter oryginalny, spełniając kryteria nowości naukowej, a przewidywany efekt końcowy projektu – prototypowe hybrydowe ogniwo elektrochemiczne będzie innowacją produktową o wysokim potencjale wdrożeniowym – zaznacza Mikita Davykoza.

Natalia Szemiot otrzymała ponad 216 tys. zł na projekt „Eksperymentalna ocena skuteczności wtórnych izolacji przeciwwilgociowych w obiektach zabytkowych”, który zrealizuje na Wydziale Budownictwa Lądowego i Wodnego w Katedrze Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych pod opieką dr. hab. Łukasza Sadowskiego prof. uczelni oraz dr inż. arch. Anny Hoły.

Ocena skuteczności poziomych izolacji przeciwwilgociowych stawia duże wyzwanie w procesie zabezpieczenia murów przed wilgocią podciąganą kapilarnie z gruntu, ponieważ większość badań skoncentrowanych jest na doborze sposobu wykonania bez uwzględnienia potrzeby zbadania efektów wykonanej izolacji.

– Od kilku lat pasjonuję się tematem związanym z nadmiernym zawilgoceniem budynków. Podczas realizacji pracy dyplomowej miałam okazję wnikliwie zapoznać się ze zjawiskiem podciągania kapilarnego materiałów budowlanych. Wielokrotnie łączyłam naukę z praktyką, co przyczyniło się do chęci poszerzania wiedzy na ten temat – mówi laureatka.

W swoim projekcie będzie wykorzystywała metody nieniszczące, analityczne oraz niszczące. Z uwagi na to, że korygowanie już wykonanej iniekcji jest niemal niemożliwe do przeprowadzenia, badania poprowadzi uwzględniając wiele czynników, zaczynając od stopnia obciążenia muru solami czy wilgocią, a na wykonawstwie kończąc. Wszystkie przeprowadzone badania będą miały na celu bardziej świadome projektowanie wykonywanych iniekcji w praktyce budowlanej.

– Badania przeprowadzę we współpracy międzynarodowej. Historyczne cegły zostaną pozyskane z uczelni w Chorwacji Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Department of Materials and Structures, Faculty of Civil Engineering and Architecture. Ponadto przewiduję również współpracę z innymi zagranicznymi uczelniami – dodaje Natalia Szemiot.

Wszyscy laureaci są obecnie doktorantami w Szkole Doktorskiej PWr.

Pełną listę laureatów można znaleźć na stronie MEiN.

mic