Blog

Projekt PPNT – część II

2020-11-18

projektW pierwszej części artykułu przedstawiłem najważniejsze fakty związane z realizacją oraz finansowaniem projektów w ramach polskich i europejskich programów. Skoro ogólne zasady działalności projektowej są już klarowne, nadszedł czas na przedstawienie projektów realizowanych przez Zespół Syntez Materiałowych Poznańskiego Parku Naukowo-Technologicznego, jak wydaliśmy pieniądze? Co udało nam się osiągnąć? Co tak naprawdę badamy? Zobaczmy.

 

Projekt naukowy to przede wszystkim pomysł

Wszystko, co dzieje się w laboratoriach, zaczyna się od pomysłu. Bez wizji i zarysu koncepcji nie można rozpocząć badań, bo czego wówczas byśmy poszukiwali? Kiedy przychodzi pomysł, to wraz z nim pojawia się potrzeba sprawdzenia. Naukowiec musi sprawdzić, czy jego pomysł jest dobry, czy działa, czy będzie, tak jak myśli, a może nauka będzie przewrotna i wydarzy się coś nieoczekiwanego? Przykładem projektów, które bez pomysłu nie miałyby prawa istnieć są nasze projekty związane z fotoniką. „Wytwarzanie i optymalizacja komponentów fotonicznych za pomocą wiązki elektronowej i jonowej poprzez polimeryzację cieczy jonowych” to tytuł projektu finansowanego z NCN, który dopiero co zakończyliśmy. Projekt ten koncentruje się na nowych materiałach dla technologii tworzenia struktur polimerowych w skali mikro- lub nanometrowej na płaskich podłożach np. krzemowym lub szklanym. Strukturę polimerową otrzymuje się poprzez miejscowe naświetlanie ultracienkiej warstwy materiału wyjściowego wiązką elektronową lub jonową, co powoduje jej polimeryzację i utworzenie trwałego, zaplanowanego maszynowo wzoru. Tak wytworzone struktury stanowią alternatywę dla układów elektronicznych, a do ich działania wykorzystywane jest światło zamiast prądu elektrycznego. Wartość projektu to 1 326 700,00 zł, a ze względu na to, że realizowaliśmy go w konsorcjum to kwota, którą na badania otrzymał Park wyniosła ponad 700 000,00 zł. Na co wydaliśmy otrzymane pieniądze? Między innymi na surowce i materiały, dzięki którym otrzymaliśmy kilkadziesiąt nowych cieczy jonowych o potencjalnych właściwości polimeryzacyjnych! Ponadto, wytworzyliśmy układy fotoniczne (Sieć Badawcza Łukasiewicz – PORT Polski Ośrodek Rozwoju Technologii – lider projektu). Mamy również na koncie dwa zgłoszenia patentowe oraz kilka publikacji naukowych, które trafiły do czasopism o zasięgu międzynarodowym. Co więcej? Udało nam się kupić chromatograf jonowy, dzięki któremu możemy jako nieliczna grupa naukowa w Polsce, badać otrzymywane przez nas związki – ciecze jonowe, pod kątem ich czystości, a także kontrolować postęp reakcji ich otrzymywania z dokładnością do minut. Najlepszą miarą naszego sukcesu w tym projekcie jest fakt, że dokładnie 2 miesiące temu otrzymaliśmy dofinansowanie na nowy projekt, pod nazwą „Wysokorozdzielcza litografia optyczna i elektronowa przy użyciu rezystów na bazie cieczy jonowych”, który jest swoistą kontynuacją tego pierwszego.

Projekt naukowy to również potencjał

Aby otrzymać grant, zawsze trzeba przekonać do swojego projektu sztab ekspertów oceniających wnioski. Co taki projekt musi mieć, aby ekspertów przekonać? Potencjał. W planowanych badaniach musi być zawarty taki ciąg zadań i kamieni milowych, który podkreśli potencjał planowanego rozwiązania w skali co najmniej krajowej. Z drugiej jednak strony, czy którykolwiek z naukowców powiedziałby, że jego pomysł na badania nie posiada potencjału? Realizujemy projekty biologiczne, a jednym z nich jest projekt pod nazwą „Nietoksyczne mieszaniny eutektyczne jako alternatywne środowisko dla reakcji z udziałem enzymów i mikroorganizmów”. Dzięki dofinansowaniu badań z Narodowego Centrum Nauki, w kwocie 912 080,00 zł udało nam się udowodnić, że bez ingerencji w strukturę enzymu można znacząco podnieść jego wydajność. Jak można to zrobić? Nasze badania udowodniły, że za pomocą tanich i biodegradowalnych mieszanin eutektycznych na bazie soli choliny enzym pracuje z nawet 5-cio krotnie wyższą wydajnością! Jednocześnie trzeba zaznaczyć, że nasze domieszkowanie nie przekracza 10%. Brzmi to dość skomplikowanie, więc zastanówmy się, co to oznacza w praktyce. Do badań wybraliśmy szereg różnych enzymów, a jednym z nich jest taki, którego zadaniem jest rozkładanie cukrów, takich jak np. laktoza. Dzięki naszemu dodatkowi enzym rozkłada laktozę trzy razy szybciej, a co za tym idzie możemy produkować mleko bez laktozy trzy razy szybciej i trzy razy taniej – brzmi już całkiem ciekawie, prawda? Większość środków finansowych przeznaczyliśmy na niezliczoną ilość eksperymentów z udziałem enzymów, których zachowania sami uczyliśmy się od podstaw. Dofinasowanie dało nam możliwość wielu wyjazdów, zarówno do przedsiębiorstw, jak i do innych jednostek naukowych, dzięki którym pozyskaliśmy kilku partnerów, którzy swoją wiedzą i doświadczeniem pomagają nam przekuć badania w komercyjny produkt. Oczywiście nie można zapominać o rezultatach w formie publikacji naukowych, które zaistniały w przestrzeni globalnej nauki.

Projekt naukowy i niepewność

Pomysł i potencjał to jedno, ale niepewność to coś zupełnie innego, co zawsze towarzyszy projektom naukowym. Możemy mówić o niepewności jako o ryzyku, które wpisane jest w każde prace badawczo-rozwojowe. Czasami ryzyko jest mniejsze lub większe, ale zawsze pojawia się, gdy mówimy o czymś nowym i niezbadanym. Istnieje wiele teorii, które mówią, że aby rozpocząć projekt naukowy, naukowiec musi widzieć ryzyko i musi być ono chociaż w części możliwe do określenia. Inaczej mówiąc, naukowiec musi wiedzieć, jak duże ryzyko podejmuje. Paradoks jest taki, że im bardziej zaawansowane i nietuzinkowe badania, których rezultaty mogą w ogromnej mierze wpłynąć na rozwój cywilizacji czy gospodarki, tym ryzyko jest większe, a tym samym chęci samych naukowców nieco słabsze. Nie każdy badacz chce podjąć ogromne ryzyko i jest to jak najbardziej zrozumiałe. Jeżeli widzimy, że jest duża szansa na powodzenie, to zawsze wybierzemy tę drogę, czasami trochę podświadomie. Przykładem niepewnych projektów naukowych są nasze dwa granty dotyczące badań nad kompozytami. Jeden, finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, realizujemy w konsorcjum składającym się z aż czterech instytucji. Projekt o nazwie „Innowacyjne, wielofunkcjonalne układy kompozytowe z przeznaczeniem na elementy konstrukcyjne autonomicznych platform bezzałogowych” to badania polegające na wytworzeniu nowych układów kompozytowych i prototypów platform bezzałogowych, które zwiększą możliwości operacyjne Policji, Straży Granicznej i Polskich Sił Zbrojnych. Jest to bardzo zaawansowany technologicznie projekt, a co za tym idzie – jego realizacji towarzyszy ogromne ryzyko. Poznański Park Naukowo-Technologiczny odpowiada w tym projekcie za technologie żywiczne – utwardzacze w postaci cieczy jonowych oraz żywice epoksydowe. Dofinansowanie na poziomie 5 271 628,00 zł, z czego 861 574,00 zł bezpośrednio na badania prowadzone przez nas zostało przeznaczone na wytworzenie wielu układów żywicznych i ich szczegółowym badaniom. Przebadaliśmy blisko 400 różnych kombinacji i systemów, z których wytypowaliśmy te najlepsze. Ponadto, środki te pozwoliły nam uczestniczyć w kilku targach technologii kompozytowych, m. in. w Paryżu czy Krakowie. Dzięki dofinansowaniu szukaliśmy wiedzy i wsparcia w zakresie opracowania najlepszej technologii, poprzez kontakt z praktykami i naukowcami w całej Europie (w Niemczech, Czechach czy Francji). Dzisiaj, po blisko trzech latach prowadzenia projektu, widzimy rezultaty. Czy rezultaty te były opatrzone niepewnością? Ogromną! Należy też otwarcie stwierdzić, że nie wszystko poszło po naszej myśli w 100%, ale taka jest rzeczywistość towarzysząca realizacji projektów naukowych.

Nasz drugi projekt kompozytowy to „Wielofunkcyjne układy kompozytowe na bazie żywic epoksydowych z cieczami jonowymi, jako inicjatorami procesu sieciowania”, w ramach którego tworzymy materiały kompozytowe w oparciu o wypełnienia naturalne i stałe, a także wykorzystując utwardzacze na nośnikach stałych. Koncepcja badawcza i zakres prowadzonych prac jest unikatowy na skalę Polski, a stosowanie stałych utwardzaczy w planowanej przez nas postaci nie było wcześniej badane nigdzie na świecie. Czy takie badania mają w sobie niepewność? Bez wątpienia. Dofinansowanie drugiego projektu to kwota 1 986 400,00 zł, za którą pokryjemy koszty badań, zarówno w skali laboratoryjnej, jak również półtechnicznej. Branża kompozytów to dziedzina przemysłu, w której nieustannie trzeba rozmawiać z praktykami, z producentami zarówno surowców, jak i gotowych wyrobów, więc dzięki środkom finansowym możemy takie spotkania odbywać i na ich podstawie kierować naszymi badaniami tak, aby spełniały one potrzeby rynku.

Projekt naukowy – transparentność

Transparentność – ważna cecha badań i rozwoju. Potrzeba jej zarówno w samych badaniach jak i w tym co pokazujemy światu. W transparentności ukryta jest rzetelność naukowa, rzetelność finansowa oraz dostęp do tych informacji. Żaden naukowiec nie powinien ze swoich badań robić tajemnicy, jak również nie powinien ukrywać wyników niekorzystnych. Nie ma przecież nic złego w tym, że jakieś badania się nie udały, ale trzeba o nich rozmawiać, żeby w przyszłości nie powielać błędów. Jako realizatorzy grantów musimy być transparentni, ponieważ inni naukowcy, przedsiębiorcy, fundatorzy czy po prostu, Polacy, mają prawo, a może nawet i obowiązek być świadomi,  na co przeznaczane są publiczne pieniądze. Każdy powinien wiedzieć, co bada się w jego kraju, a już absolutnym minimum jest wiedza o tym, co badają instytucje naukowe w jego regionie! Jako przykład transparentności od samego początku mogą służyć projekty dotyczące induktorów odporności roślin, które od lat realizujemy w PPNT. Nigdy nie ukrywaliśmy, na jakie badania przeznaczyliśmy te środki, a nawet chwalimy się ich wynikami! Bo tak po prostu trzeba robić w nauce. Projekt finansowany z NCN to „Systemiczna odporność nabyta (Systemic Acquired Resistance, SAR) roślin przeciwko wirusom: nowe induktory oraz biologiczna i molekularna charakterystyka mechanizmów ich działania”. Wartość tego projektu wynosi 954 500,00 zł, z czego do PPNT wpłynęło 304 500,00 zł, a realizacja odbywa się w ramach konsorcjum w Instytutem Ochrony Roślin w Poznaniu. Projekt zawiera w sobie syntezę dwufunkcyjnych cieczy jonowych: indukujących odporność roślin oraz zmieniających właściwości fizykochemiczne cząsteczki. Czego udało się dokonać w ramach wydatkowania przyznanych nam środków? Dzięki nim udało się znaleźć takie związki, które mają podwójne funkcje biologiczne: antybakteryjne oraz indukujące odporność roślin. Co więcej, potwierdzono badaniami molekularnymi samo indukowanie systemu odporności u roślin. Powstały liczne publikacje naukowe, a badania szklarniowe prowadzono na liściach tytoniu.

Drugi projekt biologiczny związany z induktorami roślin to projekt finansowany ze środków Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej, którego kwota dofinansowania wynosi 4 048 855,00 zł. Projekt jest realizowany w konsorcjum z firmą Innosil, a otrzymane środki na badania (2 100 000,00 zł dla PPNT) przeznaczyliśmy na stworzenie efektywnie działającej formulacji stymulatora wzrostu. Jej działanie udało nam się potwierdzić badaniami na: rzepaku, zbożach, burakach cukrowych, pomidorach, truskawkach, brokułach, kalafiorach, grochu, papryce, tytoniu, cukinii, ogórkach, roślinach ozdobnych, tulipanach czy jesionach. Dzięki dofinansowaniu i prowadzonym pracom B+R, otrzymaliśmy wspólnie z firmą Innosil znak Polski Produkt Przyszłości jako laureaci w kategorii wspólna innowacja jednostki naukowej i przedsiębiorstwa. Dzięki finansowaniu publicznemu powstają artykuły naukowe oraz syntezowane są nowe pochodne, które również efektywnie stymulują odporność roślin. Dofinansowanie pozwoliło także na stworzenie Zespołu Projektowego składającego się z 10 różnych polskich jednostek naukowych, 4 zagranicznych oraz 7 przedsiębiorstw. Łączna ilość osób zaangażowanych w prace projektowe przekracza 50 osób. Nasze rozwiązanie stymuluje wzrost roślin do 30% oraz poprawia ich parametry jakościowe i ilościowe! Mamy nadzieję, że za kilka lat gotowy produkt pojawi się na rynku, pozwalając polskim rolnikom na zwiększenie ilości produkowanych upraw i konkurencyjności na europejskim oraz światowym rynku żywności. Projekt ten od samego początku realizowany był w myśl zasady o transparnentności.

Projekt PPNT

To wszystko, o czym pisałem powyżej, to tylko namiastka wszystkich projektów, które realizujemy. Oprócz opisanych w tym artykule projektów, realizujemy także inne, wśród których są projekty młodych naukowców – doktorantów Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, którzy zdecydowali się prowadzić swoje badania w naszej jednostce. Łączna kwota środków publicznym przekazanych na nasze projekty przekracza 16 mln zł, z czego dokładnie 7 842 694,00 zł zostało przeznaczonych bezpośrednio na nasze prace badawcze. Te środki pozwalają nam także na uczestnictwo w licznych konferencjach naukowych na całym świecie, gdzie pozyskujemy partnerów do prowadzenia wspólnych badań. Ponadto, dzięki tym środkom w Zespole Syntez Materiałowych Poznańskiego Parku Naukowo-Technologicznego realizowało i nadal realizuje swoje badania wielu młodych naukowców, z których trzech ma już stopień doktora nauk chemicznych, czterech kolejnych jest już na ostatniej prostej, a dwóch w połowie swojej drogi. Dzięki środkom finansowym mogą u nas realizować swoje prace magisterskie i licencjackie także studenci Wydziału Chemii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, których na przestrzeni ostatnich lat mieliśmy kilkunastu! Wspomniałem, że projekt to między innymi: pomysł, potencjał, niepewność i transparentność. Nietrudno zatem zauważyć, że projekt to w skrócie PPNT.

 

Dawid Zieliński

Asystent naukowy w Zespole Syntez Materiałowych. Na pokładzie PPNT od 2017 roku, gdzie pracuje nad nowymi materiałami kompozytowymi i biokompozytami opartymi o żywice epoksydowe. Realizuje projekty naukowe i badawczo-rozwojowe, od kilku lat związany z tematyką cieczy jonowych. Nieustannie projektujący i syntezujący, nowe tego typu związki. Chemik, dla którego bez potencjału aplikacyjnego i opłacalności wdrożeniowej nie ma badań naukowych. Oprócz opracowywania nowych technologii, pasjonat chemii analitycznej i ekspert w dziedzinie chromatografii jonowej. Absolwent chemii materiałowej oraz chemii biologicznej na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Po studiach odbył kilkumiesięczny staż naukowy w Departamencie Chemii Analitycznej na Uniwersytecie Karola w Pradze. Tak, mówi po czesku.