Nowatorskie prace naukowe młodych chemików mają szansę zmienić przemysł. Jego zapotrzebowanie na innowacje w dziedzinie chemii stale rośnie

Innowacje w chemii są obecne w niemal każdej dziedzinie życia, choć nie zawsze jesteśmy tego świadomi. Przykładem może być działanie smartfonów, odnawialnych źródeł energii czy elektrycznych samochodów. – Są też konieczne, by odpowiadać na najważniejsze wyzwania stojące dziś przed człowiekiem i planetą.  Bez dokonań naukowców sami, jako przemysł, nie jesteśmy w stanie im podołać – mówi Andrzej Pałka, dyrektor generalny koncernu chemicznego DuPont Polska. Dlatego firma od lat jest partnerem konkursu Złoty Medal Chemii, organizowanego przez Instytut Chemii Fizycznej PAN, dla najlepszych prac naukowych w dziedzinie chemii. Od 12 lat nagradzane w nim są badania, które będą mieć wpływ na dalszy rozwój tej dziedziny nauki albo znajdą komercyjne zastosowania w przemyśle.

– Chemia jako dziedzina nauki – w połączeniu z bardzo dobrymi pomysłami na to, jak ją wykorzystać w życiu codziennym i technologiach, które rozwijamy, aby ułatwiały nam życie – już dziś pomaga tworzyć samochody elektryczne, czerpać energię ze źródeł odnawialnych. Odpowiada na te wszystkie problemy, które stoją przed człowiekiem i planetą. Bez jej rozwoju nie jesteśmy w stanie im podołać. Połączenie umysłów naukowców z przemysłem, który wie doskonale, jak przekształcić te dobre pomysły w produkty odpowiadające na te wyzwania, to jest połączenie idealne – mówi agencji Newseria Biznes Andrzej Pałka.

Innowacje w tej dziedzinie to motyw przewodni prestiżowego konkursu Złoty Medal Chemii, organizowanego przez Instytut Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) we współpracy z firmą DuPont. Jego celem jest wyłonienie autorów najlepszych nowatorskich prac licencjackich lub inżynierskich z chemii i jej pogranicza napisanych i obronionych w Polsce w roku akademickim 2021/2022.

– Innowacyjna chemia to interdyscyplinarne połączenie z fizyką, matematyką i elektroniką. Jest o tyle ważne, że wszyscy dzisiaj korzystamy z tych technologii, nawet posługując się naszymi telefonami i samochodami. Ona jest praktycznie niezbędna w codziennym życiu – mówi dyrektor generalny DuPont Polska. – Chcemy wspierać młodych naukowców, ponieważ doskonale wiemy, że bez nich trudno byłoby tworzyć nowe, innowacyjne technologie i produkty.

– Te prace są poświęcone badaniom – zarówno podstawowym, jak i takim, które w przyszłości mogą mieć potencjalne, praktyczne zastosowanie – mówi prof. dr hab. Marcin Opałło, dyrektor Instytutu Chemii Fizycznej PAN.

Do tegorocznej, 12. edycji konkursu zgłoszono w sumie 43 prace z 11 jednostek akademickich. Oceniające je jury brało pod uwagę m.in. wartość naukową pracy, dorobek publikacyjny jej autora, znaczenie praktyczne otrzymanych rezultatów, wykorzystanie nowoczesnych metod analitycznych oraz samodzielność prowadzenia badań. Ostatecznie do finału zakwalifikowało się 15 uczestników, a 13 grudnia miało miejsce ogłoszenie końcowych wyników konkursu oraz uroczyste wręczenie nagród.

Główną nagrodę, czyli Złoty Medal Chemii 2022, otrzymała Martyna Osada z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego za badania dotyczące ultrazimnych cząsteczek, tj. molekuł schłodzonych do temperatur niższych niż 1 mK, które znajdują szerokie zastosowanie we współczesnej chemii i fizyce. W zwycięskiej pracy dyplomowej zostały wykonane dokładne obliczenia ab initio dla monowodorków metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych.

– Ultrazimne molekuły znajdują zastosowanie jako narzędzia do pomiarów, które pozwalają nam stwierdzić granice stosowalności niektórych teorii. Przykładowo są stosowane jako narzędzia do mierzenia momentu dipolowego elektronu – mówi Martyna Osada. – Współcześnie nie odkryliśmy, aby elektron miał jakiś moment dipolowy, jednak niektóre teorie – np. teoria strun czy model standardowy – przewidują, że ten moment istnieje. Jest bardzo malutki, ale niezerowy. Wykonywanie coraz dokładniejszych pomiarów przy użyciu właśnie ultrazimnych molekuł może pozwolić nam wykluczyć niektóre z tych teorii lub zaproponować nowe.

Jak podkreśla, wygrana w konkursie to dla niej potwierdzenie, jak ważną dziedziną badań jest ultrazimna fizyka.

– Po drugie, jest ona dla mnie docenieniem pasji po latach. Chemią zainteresowałam się już pod koniec szkoły podstawowej i od samego początku interesowały mnie molekuły i małe układy, więc Złoty Medal Chemii jest dla mnie uhonorowaniem tego, że pasja naukowa może być kontynuowana przez tyle lat i nie wygasnąć – mówi laureatka nagrody głównej

Drugą nagrodę, czyli Srebrny Medal Chemii, zdobyła w tym roku Zofia Dziekan, również z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, za badania nad inteligentnym materiałem, który powstaje poprzez wbudowanie cząsteczek ciekłego kryształu w sieć polimerową. Po podgrzaniu zachowuje się on jak sztuczny mięsień. Jego sposób odkształcenia można modyfikować, zmieniając ułożenie molekuł, które go tworzą. Wyniki tej pracy mogą w przyszłości posłużyć np. do stworzenia mikronarzędzi, robotów bądź przestrajalnych elementów optycznych.

Trzecią nagrodę, czyli Brązowy Medal Chemii, otrzymał natomiast Paweł Grzybek z Wydziału Chemicznego Politechniki Śląskiej za pracę dotyczącą aparatury do perwaporacyjnego rozdzielania mieszanin ciekłych. Dzięki temu urządzeniu można badać właściwości transportowe jednorodnych membran oraz otrzymywać ciekłe substancje chemiczne o wysokiej czystości. Perwaporacja ma obecnie bardzo duże znaczenie w przemyśle chemicznym, należy do tanich metod rozdzielania i oczyszczania związków chemicznych.

Oprócz głównych nagród jury przyznało w tym roku cztery wyróżnienia. Trafiły one do Adriana Drozdowskiego i Katarzyny Mądry z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Marcela Jakubowskiego z Politechniki Poznańskiej oraz Anastasii Hrunyk z Politechniki Warszawskiej. Wyróżnieni otrzymali po 1 tys. zł nagrody. Natomiast specjalne wyróżnienia od DuPont Polska powędrowały do Pawła Grzybka, czyli zdobywcy trzeciego miejsca, Julii Moszczyńskiej (za pracę opisującą syntezę nanomateriałów CuO, która pozwoliłaby produkować wodę pitną z wody morskiej) oraz Katarzyny Pianki z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu (za pracę dotyczącą technik membranowych w inżynierii żywności). Ta grupa naukowców otrzymała po 2 tys. zł nagrody.

– Złoty Medal Chemii to pierwszy konkurs na drodze do karier młodych ludzi, jeszcze studentów, którzy są wybitnie zdolni. Ci ludzie będą w przyszłości stanowić trzon polskiej chemii, ich sukcesy będą sukcesami w polskiej chemii, zarówno w aspekcie badań naukowych, jak i w obszarze komercyjnym, przemysłowym – mówi koordynator konkursu, prof. dr hab. Robert Nowakowski z IChF PAN.

Zdobywczyni Złotego Medalu otrzymała również nagrodę pieniężną w wysokości 10 tys. zł. Ze Srebrnym Medalem wiąże się gratyfikacja w wysokości 5 tys. zł, a z Brązowym – 2,5 tys. zł. Wszyscy finaliści konkursu zyskali też możliwość odbycia stażu naukowego w Instytucie Chemii Fizycznej PAN oraz bezpłatnego realizowania badań w jego laboratoriach.

Honorowy patronat nad 12. edycją konkursu Złoty Medal Chemii sprawował prof. dr hab. Maciej Żylicz, prezes Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, a także Polskie Towarzystwo Chemiczne i Komitet Chemii Analitycznej Polskiej Akademii Nauk.