EIT+
Kampus Pracze
Jak tu zmierzyć gazy?
Myszy które świecą
Nanoświat
Quiz sprawdź się
Kryzys w piekarni
Ładowarka na plecaku
Romans biznesu z nauką
Nauka słucha biznesu

Tajemnice Kampusu Pracze

Możesz znaleźć kawałek metalu w rogaliku. I zrobić awanturę w piekarni. Możesz znaleźć ten sam kawałek. I zostać innowatorem.

wstęp Szafa pokaże każdy atom

Innowacje we Wrocławiu?! W Polsce? To już lepiej w Afryce! - powiedział jeden z wysoko postawionych polityków do Rafała Dutkiewicza, prezydenta Wrocławia. Był rok 2006. Dutkiewicz przyjechał do stolicy prosić polityków o pomoc w lobbingu w Brukseli. W Komisji Europejskiej wymyślono, aby utworzyć EIT, czyli Europejski Instytut Technologiczny - europejską odpowiedź na słynny amerykański MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Do walki o siedzibę nowej unijnej agencji stanęło kilka miast, w tym Wrocław, lecz w Polsce mało kto wierzył w sukces. - Powiedziałem miastu i kolegom, że możemy walczyć o EIT. Wygramy albo i nie. Ale czy nie lepiej zrobić strategię, która opiera się na tym, co działa za granicą? Czyli dajemy świetne wyposażenie, miejsca pracy i budujemy środowisko, w którym nauka podstawowa działa ręka w rękę z biznesem - wspomina prof. Jerzy Langer, dziś prezes zarządu Wrocławskiego Centrum Badań EIT+.

Kiedy w 2007 budynki przejęło EIT+ , można
w nich było co najwyżej obserwować pantofelka pod szkolnym mikroskopem, ale nie robić badania naukowe z prawdziwego zdarzenia.

Miasto wspólnie z pięcioma wrocławskimi uczelniami - Politechniką, Uniwersytetem, Akademią Medyczną, Uniwersytetem Przyrodniczym i Uniwersytetem Ekonomicznym - zdecydowało się pójść tą drogą. Przygotowano strategię dla instytutu badawczego, który miał być nie kolejną uczelnią, ale próbą otwarcia nauki na środowisko biznesowe. Po wzorce delegacje z Polski jeździły do podobnych zachodnich instytutów - do Niemiec, Holandii, krajów skandynawskich. Postawiono na biotechnologię i nanotechnologię. - W Polsce nikt czegoś takiego nie robił. Nie moglibyśmy wynająć konsultanta, który przygotowałby dla nas koncepcję - opowiada Langer.

Ostatecznie na siedzibę EIT wybrano Budapeszt, a Wrocław został z gotową strategią. „Jeśli znajdą się pieniądze, zaczynamy realizację” - zdecydowano. I do nazwy dodano „+”. Pieniędzy na remonty, wyposażenie i pierwsze projekty badawcze poszukano w funduszach unijnych. W sumie 600 mln zł. Uczelnie zapewniły wkład intelektualny i kadrę naukową. Miasto dało teren i budynki po szkole rolniczej we wrocławskich Praczach.

Jeszcze siedem lat temu kampus Pracze to były zniszczone poniemieckie gmachy. Zbudowano je ponad 100 lat temu jako miejskie domy opieki dla ubogich i nieuleczalnie chorych. Kolejni lokatorzy zostawiali po sobie ślady. Po czasach niemieckich zachowały się ciepłownia i wieża ciśnień z zegarem. Były tam nawet kuźnia, ślusarnia i gołębnik. Po wojnie w budynkach skoszarowano wojsko radzieckie. Gdzieniegdzie na ścianach gmachów zostały napisy wykonane cyrylicą.

W latach 60., podczas ostatniej epidemii czarnej ospy, kampus otoczyła szczelnym kordonem milicja. W budynkach urządzono izolatki dla chorych. Później do budynków wprowadzili się uczniowie. Kiedy w 2007 roku przejęło je EIT+, można w nich było co najwyżej obserwować pantofelka pod szkolnym mikroskopem, a nie robić badania naukowe z prawdziwego zdarzenia.

Dziś kampus Pracze to cztery budynki dostosowane do wymogów współczesnej nauki i wyposażone w sprzęt, którego mogą pozazdrościć nawet najlepsze europejskie uczelnie. Na przykład tzw. clean roomy, największe w Polsce, tłumacząc z angielskiego, „czyste pomieszczenia”. To pokoje, przez które Perfekcyjna Pani Domu poszłaby na bezrobocie. Ściany w clean roomach zbudowano z materiałów, na których nie osadza się pył. W suficie zamontowano specjalne filtry oczyszczające powietrze. W podłodze są dziury odsysające, dzięki nim ma nie być żadnych zawirowań powietrza. Do środka pracownicy dostają się przez śluzę. Przed wejściem muszą założyć specjalny strój - kombinezon, maskę, buty. Nie wolno wnosić ze sobą kawałka kartki ani ołówka. Zabroniony jest nawet makijaż. Urządzenia w laboratorium zostały specjalnie zaprojektowane tak, aby nie generowały dodatkowych zanieczyszczeń. Wszystko po to, żeby do clean roomów nie dostał się ani jeden pyłek.

W tych pomieszczeniach będą prowadzone badania nad strukturami półprzewodnikowymi. Na razie stoi w nich 20 urządzeń, w tym transmisyjny mikroskop elektronowy. Dla laika wygląda jak wielka, bo wysoka na 3,5 metra i ważąca 3,5 tony, szafa. Ale ta szafa potrafi pokazać materiały co do jednego atomu. Sama ma też spore wymagania, jeśli chodzi o warunki, w których pracuje. Nie lubi na przykład skoków temperatury. Dlatego w ścianach pomieszczeń zamontowano specjalne rurki z wodą, które pomagają tego uniknąć.

Tym sprzętem między innymi zachwycał się we wrześniu tego roku prof. Shuji Nakamura, zdobywca Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. - Wcześniej polscy naukowcy, choć są niezwykle zdolni, nie mogli prowadzić badań na tak wysokim poziomie. Teraz mają szansę na tworzenie innowacji, które zmienią świat - mówił Japończyk.

Była to już kolejna jego wizyta we Wrocławiu. Gdy kilka lat temu przyjechał po raz pierwszy do EIT+, rozejrzał się wokół i westchnął: - Gdybym ja miał takie laboratoria. Ile mógłbym osiągnąć.

Na razie czynnych jest kilkanaście laboratoriów z obszarów nano- i biotechnologii. Wszystkich docelowo ma być, i to jeszcze w tym roku, 40. - Katedra już jest gotowa. Teraz można odprawiać msze – żartuje prof. Langer.

kampus pracze
Budynek 1 administracja "Profesor ma być pełen pokory w stosunku do tego, co chce przemysł" prof. Jerzy Langer.
Budynek 2 laboratoria bio i nan Świecące myszy mogą pomóc w przyszłości uratować kobiety przed nowotworami. Na razie krystalografia uratowała firmę cukierniczą przed kryzysem
Budynek 3 W ciągu jednej godziny do ziemi dociera taka ilość energii, jaką ludzkość wykorzystuje przez cały rok. W tych laboratoriach naukowcy wymyślają technologie, które pozwolą ją lepiej wykorzystać
Budynek 4 laboratorium bio Już niedługo w tym budynku naukowcy będą hodować bakterie, komórki i analizować DNA.
Budynek 5 laboratorium nano Wspólne śniadanie KGHMu i EIT+ skończyło się stworzeniem ciekawego wynalazku. Zaś w mikroskopie elektronowym widać... Sam sprawdź.

Jak tu zmierzyć gazy?

01 Rozdział 01 Jak tu zmierzyć gazy?

Msze odprawia już Michał Nikodem, kierownik laboratorium laserowych systemów pomiarowych. Idzie mu całkiem nieźle, skoro po roku prac niedawno stanął w laboratorium jego najnowszy wynalazek - urządzenie do zdalnego wykrywania gazu. Prototyp był już na pierwszych testach razem z firmą, która zajmuje się wykrywaniem wycieków metanu.

Kim jest Michał Nikodem? - Fizykiem, elektronikiem, optoelektronikiem... Gdzieś pomiędzy tymi naukami - mówi o sobie. Interesowały go nauki techniczne, dlatego poszedł na elektronikę. Na studiach zajmował się optyką laserową, głównie budowaniem nowych laserów. Po doktoracie wyjechał na staż do Princeton w USA. Tam nieco się przebranżowił. - Od budowania laserów przeszedłem do ich zastosowania. To był świetny krok, żeby zajmować się nie tylko budowaniem nowych konstrukcji, ale także wykorzystywaniem laserów do praktycznych zadań – opowiada.

W Stanach Zjednoczonych Nikodem pracował nad zdalną detekcją gazu, czyli badaniem z daleka i przy użyciu laserów, ile jakiego gazu jest w powietrzu. Jest to możliwe, bo konkretne gazy pochłaniają poszczególne kolory światła. Dzięki temu naukowcy po puszczeniu światła w przestrzeń potrafią powiedzieć, jaki jest w niej gaz i ile. Po 2,5 roku stażu Nikodem wrócił do Polski. W EIT+ zajmuje się tym samym zagadnieniem co w Princeton. Tyle że teraz już z myślą o zastosowaniu w przemyśle.

Pierwszym pomysłem, do którego zabrał się w nowym miejscu, było opracowanie lepszych metod wykrywania metanu. To gaz, o którym głośno w ostatnich latach - klimatolodzy obwiniają go o współudział w globalnym ociepleniu, przemysł liczy straty spowodowane jego wyciekami z instalacji, a dla kopalni wybuch metanu to jedno z największych niebezpieczeństw. Gdy przedsiębiorcy zobaczyli prace zespołu Michała Nikodema, postanowili bliżej z nim współpracować. - Pomysł był trafiony. Nagle się okazało, że są w Polsce firmy zainteresowane monitorowaniem wycieków metanu - mówi naukowiec.

Po modyfikacjach pomysłem na zdalną detekcję zainteresował się też KGHM, przy czym KGHM chciał mieć detektor siarkowodoru zamiast metanu. O tym śmierdzącym zgniłymi jajkami gazie nie jest tak głośno jak o metanie. Tymczasem właśnie on jest największym problemem w kopalniach miedzi.

Choć zasada działania urządzeń do wykrywania metanu i siarkowodoru jest taka sama, to z naukowego punktu widzenia to dwie zupełnie różne sprawy. Ten drugi gaz jest ciekawszy. I trudniejszy do badania. Największym wyzwaniem dla naukowców było to, jak mierzyć siarkowodór. Udało się. - Naszym celem zawsze jest zaczynać od nauki, a potem patrzeć na zapotrzebowanie i rozpoczynać współpracę z przemysłem. Dzięki temu możemy wspólnie tworzyć urządzenie i je testować - opowiada Nikodem.

Myszy, które świecą

02 Rozdział 02 Myszy, które świecą

Niektórzy jeżdżą do Stanów na zakupy, niektórzy do pracy, a Grzegorz Chodaczek, szef laboratorium mikroskopii konfokalnej, jeździ do Ameryki po świecące myszy. Mówiąc dokładniej, świecą nie całe myszy, lecz konkretne rodzaje komórek układu odpornościowego. - W jednej grupie na zielono świecą wybrane limfocyty. W innej - na żółto komórki dendrytyczne. W jeszcze innej na czerwono świecą już wszystkie limfocyty. Teraz chcemy skrzyżować te myszy, żeby otrzymać jedną mysz, w której będziemy widzieć trzy populacje fluoroscencyjnych komórek i obserwować, jak oddziałują na siebie – wyjaśnia Grzegorz Chodaczek.

Takie badania są możliwe dzięki zastosowaniu mikroskopii przeżyciowej. Pod zwykłym mikroskopem można oglądać jedynie martwe preparaty. Tyle że w komórkach nic się nie rusza. Inaczej jest z mikroskopią przeżyciową. Dzięki specjalnym urządzeniom naukowcy mogą podglądać żywe komórki i procesy, które dzieją się w ich wnętrzu. Wrocławski naukowiec jest jedną z niewielu osób na świecie, które wykorzystują tę metodę do badania na myszach, do odkrywania tajemnic ich układu odpornościowego.

Pierwszym pomysłem, do którego naukowiec zabrał się po powrocie z USA do Polski było opracowanie lepszych metod wykrywania metanu.

Mało brakowałoby, a Chodaczek w ogóle nie zająłby się tym tematem. - Studiowałem farmację. Na studiach mieliśmy kilka zajęć z immunologii. Nikt nie był w stanie jej zrozumieć. Ja też nie - wspomina. Do tematu przekonał się przypadkiem. Po studiach uznał, że praca w aptece to nie jest jego wymarzona przyszłość. Zdecydował się na doktorat. Akurat był nabór na studia doktoranckie w Instytucie Immunologii PAN. Razem z nowymi studiami pojawiły się możliwości wyjazdu za granicę. Najpierw na półtora roku do Teksasu, gdzie badał mechanizmy alergii.

Później, już z tytułem doktora, znów do Teksasu, ale tym razem do MD Anderson Cancer Center, jednego z największych i najlepszych na świecie ośrodków zajmujących się nowotworami. Blisko 20 tys. lekarzy i naukowców leczy chorych na raka i studiuje mechanizmy choroby. Na same prace naukowe w zeszłym roku ośrodek przeznaczył ponad 739 mln dolarów! To ponad trzy razy więcej, niż wynosi roczny budżet Narodowego Centrum Nauki - jednej z najważniejszych w Polsce instytucji finansujących badania naukowe w całym kraju.

W Teksasie Chodaczek miał się zająć pracami związanymi z mikroskopami. - Nie wiedziałem, czy dam sobie radę z tym projektem, ale wszystkiego nauczyłem się na miejscu - opowiada. W Houston zajmował się układem odpornościowym w skórze - badał, jak komórki reagują na różne bodźce, np. pojawienie się rany czy infekcji. Po paru latach w Teksasie dostał propozycję kierowania pracownią mikroskopową w La Jolla Institute for Allergy & Immunology w San Diego w Kalifornii. Tym razem zajął się cukrzycą. - Śledziliśmy najwcześniejsze etapy choroby. Obserwowaliśmy, jak komórka podchodzi do wyspy trzustkowej, niszczy ją i jak rozwija się choroba - opowiada.

Gdy pojawiła się szansa, aby zająć się mikroskopią przeżyciową w Polsce, po ośmiu latach w Stanach postanowił wrócić do kraju.

Od ponad roku Grzegorz Chodaczek rozwija w EIT+ laboratorium mikroskopii konfokalnej. Po co? Na przykład żeby prowadzić badania nad układem odpornościowym w nabłonku rozrodczym kobiet. Właśnie do tego potrzebne mu są świecące myszy. - Jeszcze nikt do tej pory nie analizował nabłonka rozrodczego przy użyciu mikroskopii przeżyciowej. Nikt się tym nie zajmuje, a ma to znacznie, bo to miejsce, gdzie skupiają się różne układy - rozrodczy, hormonalny, a układ immunologiczny jest centralny - mówi.

Nabłonek jest wrotami, przez które do naszego ciała mogą wnikać wirusy i bakterie. Komórki układu odpornościowego są zaś strażą, która chroni bram przed intruzami z zewnątrz.

Problem w tym, że naukowcy nie wiedzą, jak straż funkcjonuje. Dlaczego niekiedy, zamiast bronić przed obcymi, zabija swoich, czyli rozwijający się płód? Dlaczego czasami udaje się jej usunąć pierwsze komórki nowotworowe, a czasami pozwala im rosnąć tak długo, aż rozwinie się z nich rak i będzie już za późno na interwencję? Badania Chodaczka mają wyjaśnić, w jaki sposób układ odpornościowy kontroluje funkcje nabłonka. - Mam nadzieję, że dzięki temu w przyszłości nauczymy się wspomagać układ odpornościowy w przypadku infekcji dróg rodnych u kobiet czy regulowania procesów nowotworowych - wyjaśnia Chodaczek. Pieniądze na badania otrzymał z Narodowego Centrum Nauki.

Nanoświat

03 Rozdział 03 Nanoświat

Jedna tysięczna grubości ludzkiego włosa - mniej więcej tak duże są nanocząsteczki. W takiej skali Rafał Kubik obserwuje świat. Ostatnio oglądał przecięte liście („klient chciał zobaczyć przekrój poprzeczny"), aparat szparkowy dyni („zrobiliśmy zdjęcie 3D do kalendarza") czy kartę SIM („nic ciekawego, same rowki"). Ale przede wszystkim w skali nano Kubik, z wykształcenia geolog, przez mikroskop elektronowy ogląda skały.

W XVII wieku holenderski przyrodnik Antoni van Leeuwenhoek jako pierwszy zaobserwował pod mikroskopem jednokomórkowe pierwotniaki.

Początkowo urządzeniami zawładnęli głównie specjaliści od nauk przyrodniczych. Aparaty dokonały rewolucji w biologii i medycynie. Przed oczami naukowców otworzył się świat w skali mikro - krew przestała być czerwoną cieczą wypływającą z rany. Stała się płynem, w którym pływają okrągłe, pozbawione jądra komórki. Czysta, zdałoby się, woda z jeziora nagle okazała się miejscem tętniącym życiem mikrobów.

Z czasem urządzenia stawały się coraz bardziej zaawansowane technologicznie. Kolejne lata przynosiły coraz to nowe udoskonalenia: jedne urządzenia umożliwiały oglądanie obiektów o rozmiarach mniejszych niż fala świetlna, inne - obserwowanie bezbarwnych preparatów biologicznych.

Przełomem stało się stworzenie w latach 30. zeszłego wieku mikroskopu elektronowego. W mikroskopie optycznym, takim, jaki stoi w większości pracowni biologicznych, źródło światła oświetla preparat, który można oglądać przez mocne soczewki. W mikroskopie elektronowym do tworzenia obrazów wykorzystana jest wiązka elektronów. W efekcie tak jak mikroskop optyczny otworzył przed XVII-wiecznymi naukowcami świat w skali mikro, tak mikroskop elektronowy otworzył przed XX-wiecznymi badaczami świat w skali nano.

To też była ważna zmiana dla przemysłu. Od czasu, gdy w połowie XIX wieku angielski geolog Henry Sorby zaczął stosować mikroskopy do obserwowania struktury metalu, badania mikroskopowe pomagały udoskonalać procesy produkcyjne - od określania budowy metali, poprzez analizę wad w lakierach, aż do sprawdzania bezpieczeństwa połączeń metalowych.

Geolodzy z doświadczeniem byli też w stanie - i ciągle są – określić przez mikroskop optyczny, jaki jest skład rudy metalu. Ale musieli zliczać ziarnko po ziarnku kolejne minerały. Mikroskop elektronowy dał im zupełnie nowe możliwości. - Tu cały proces jest automatyzowany bez udziału operatora. Komputer sam zlicza ziarna. Operator tylko podaje definicję pomiaru i interpretuje wyniki. Za to oprogramowanie ma niesamowitą liczbę rozwiązań. Na przykład nie trzeba przesiewać rudy, żeby zobaczyć, jak duże są ziarna, tylko można to sprawdzić elektronicznie – opowiada Rafał Kubik.

W EIT+ Kubik dla KGHM analizuje rudy miedzi. Jest w stanie określić, ile w pojedynczym ziarnie jest krzemu, potasu, tlenu czy glinu i jak te pierwiastki są rozmieszczone. - Badamy skład mineralny, ponieważ od rodzaju minerału, od tego, jak pierwiastki są ze sobą połączone w rudzie, zależy cały proces technologiczny w kopalni - tłumaczy.
Naukowiec bada także skały z gazem łupkowym. - Na podstawie obrazu z mikroskopu możemy stwierdzić, czy skały mogą być podatne na szczelinowanie – wyjaśnia.
Czyli czy w skałach łatwiej utworzyć otwory, przez które można wydobywać gaz.

Z mikroskopu elektronowego korzysta wiele firm i naukowców. Jedni chcą zbadać skład gleby, inni - półprodukty z różnych etapów produkcji, jeszcze inni zamawiają trójwymiarową analizę struktury jakichś materiałów, a kolejni chcą obserwować, jakie procesy zachodzą podczas ogrzewania próbek. Kilka laboratoriów dalej, na innym sprzęcie, wartym ponad 6 mln zł, badano na przykład rogaliki.

mikroskop elektronowy

Quiz: Co jest na zdjęciu ?1/4



Następne

Quiz: Co jest na zdjęciu ?2/4



Następne

Quiz: Co jest na zdjęciu ?3/4



Następne

Quiz: Co jest na zdjęciu ?4/4



Moj wynik

Quiz: Co jest na zdjęciu ?

Twoj wynik: 3 / 4 pochwal się wynikiem:
węgiel drzewny
orzech nerkowca
tlenek cynku
ciekłe kryształy
lecytyna sojowa
węgiel drzewny
stokrotka pospolita
tlenek cynku
tlenek cynku
pszczoła miodna
stokrotka pospolita
żel krzemionkowy
tkaniny modyfikowane
lecytyna sojowa
tlenek cynku
orzech nerkowca

Kryzys w piekarni

04 Rozdział 04 Kryzys w piekarni

Gdyby nie William Bragg, żyjący 100 lat temu angielski fizyk, dziś pewna polska firma ciastkarska miałaby spory problem. Jeden z jej klientów znalazł w rogaliku kawałek metalu. Skąd się tam wziął? Nie wiadomo. Z blachy, na której pieczono ciastka? Z blatu? Z taśmy transportowej? Po wyglądzie nikt nie potrafił określić, skąd pochodził pechowy fragment. Tymczasem od odpowiedzi na to pytanie zależało, którą część linii produkcyjnej trzeba naprawić i jakie będą koszty. Zagadkę rozwiązali dopiero fizycy z EIT+.

Naukowcy włożyli badany kawałek do dyfraktometru rentgenowskiego. Maszyna strzeliła w niego wiązką promieniowania. Po chwili na ekranie komputera pojawił się wykres z kilkoma pikami. Każdy pik określał jedną, konkretną substancję. W ten sposób fizycy dowiedzieli się, z czego zbudowany był badany fragment. Potem wystarczyło sprawdzić, jaki jest skład chemiczny poszczególnych części linii produkcyjnej. I tak rozwiązano zagadkę - metal pochodził z blachy do pieczenia.

Po wyglądzie nikt nie potrafił określić, skąd pochodził kawałek metalu, który był
w rogaliku. Odpowiedź była potrzebna, by móc naprawić konkretną część linii produkcyjnej. Zagadkę rozwiązali dopiero fizycy.

Rogalik to jeden z tysięcy najróżniejszych przedmiotów, które na co dzień badają fizycy z EIT+ w laboratorium krystalografii: metale, próbki geologiczne, lakiery. Kiedyś do analizy przyniesiono dwa bursztyny - jeden o bursztynowym kolorze, drugi miał domieszkę czegoś zielonego. Klient chciał się dowiedzieć, co to jest „to zielone". Zdarzają się nawet kosmetyki. - Ostatnio dostaliśmy do analizy sól do kąpieli. Sprawdzaliśmy, czy nie ma w niej nadmiaru szkodliwych pierwiastków - mówi Sylwia Pawlak, naukowczyni pracująca w laboratorium.

Sylwia studiowała fizykę medyczną. Podczas studiów wyjechała na rok w ramach unijnego programu Erasmus do Wiednia. Tam, w Instytucie Atomistyki, zobaczyła inne oblicze fizyki i zainteresowała się krystalografią. Po powrocie do Polski porzuciła pierwotną dziedzinę i doktorat zrobiła już z inżynierii materiałowej. - Fizyka medyczna to wąski obszar wiedzy. Inżynieria materiałowa to wszystko, co nas otacza. Mogę wziąć kawałek materiału i gdy nie wiem, co to jest, mogę to łatwo zbadać - tłumaczy.

Łatwo, pod warunkiem że pod ręką ma dyfraktometr rentgenowski. Jak on działa? Metal, podobnie jak większość otaczających nas substancji, jest kryształem. A dokładniej mówiąc - zbiorowiskiem wielu różnych kryształów. Gdy fale promieniowania uderzają w ciasno upakowane atomy, odbijają się od nich niczym od lustra. W zależności od budowy kryształu inaczej wygląda odbita fala. Sto lat temu te zależności zauważyło dwóch Williamów Braggów, ojciec i syn. Za swoje prace dostali Nagrodę Nobla. Od lat naukowcy zbierają dane na temat fal powstałych po odbiciu od najróżniejszych substancji. Informacje przekazują do baz danych krystalograficznych. Przydają się później, gdy kolejni badacze muszą zidentyfikować na przykład kawałki blachy w rogaliku.

Z laboratorium krystalografii korzystają głównie przedsiębiorcy. - Przychodzą do nas z próbkami firmy z różnych branż - od firm motoryzacyjnych, poprzez geologiczne, zajmujące się produkcją ogniw słonecznych, aż po lakiernicze, które chcą sprawdzić, czy są różnice między farbami - opowiada Sylwia Pawlak.
Przychodzą też naukowcy z sąsiednich laboratoriów.

Na przykład ludzie z zespołu Andrzeja Chuchmały, gdy chcą sprawdzić, co im wyszło z nowego wynalazku - słonecznej ładowarki do komórki.

Ładowarka na plecaku

05 Rozdział 05 Ładowarka na plecaku

A gdyby tak udało się stworzyć zupełnie nową ładowarkę do komórki? Taką, której nie trzeba podłączać do prądu, tylko wystarczy wystawić ją na słońce. Która jest lekka i elastyczna, tak że można przyczepić ją do plecaka. I która dużą część energii słonecznej potrafi przerobić na prąd.

To jeden z pomysłów badaczy w laboratorium elektroniki drukowanej i ogniw sztucznych. W tym miejscu kilkuosobowy zespół naukowców pracuje nad zupełnie nowymi ogniwami słonecznymi. Te, które stosujemy dziś, są zbudowane ze szkła i krzemu. Ma to zalety - są efektywne i wytrzymałe. Ale ma też wiele wad: ogniwo jest ciężkie, nieporęczne, produkcja trochę kosztuje. Naukowcy z EIT+ próbują opracować ogniwa drukowane na folii. Mają być elastyczne, tanie, półprzezroczyste, dzięki czemu nie będą zasłaniały słońca. Właśnie z takich ogniw może być zbudowana nowa ładowarka.

Droga do wynalazku jest jednak długa. Zaczyna się od pomysłu na materiał. Co by było, gdyby dodać do niego warstwę srebra? A może jeszcze jedną czy dwie warstwy siarki? Czy wtedy materiał będzie trwalszy albo wydajniejszy?

Zanim naukowcy przejdą do eksperymentów, muszą odpowiedzieć na zasadnicze pytanie: czy na takie połączenie pozwala natura? Jeśli w teorii wszystko do siebie pasuje, wtedy zaczyna się praca. Najpierw w pracowni chemicznej, w której wytwarzane są nowe nanomateriały. Kiedy materiał jest już przetestowany, eksperymenty przenoszą się na drugą stronę korytarza, do pomieszczenia z komorami rękawicowymi.

Komory wyglądają jak ogromne przeszklone szafy, z których ścian wystają gumowe czarne rękawice. Naukowcy muszą je założyć, by móc pracować w komorach. - Komór rękawicowych używamy do wytwarzania ogniw słonecznych w atmosferze obojętnej, czyli bez tlenu i pary wodnej - wyjaśnia Andrzej Chuchmała, kierownik laboratorium elektroniki drukowanej.

Materiały, których używa się do produkcji, są bardzo wrażliwe. Dzięki temu, że przygotowuje się je w atmosferze obojętnej, ogniwa są trwalsze.

Naukowcy nanoszą na podłoże nowo powstałe materiały. Na nie kładą warstwę metaliczną. Cała filozofia w tym, żeby nałożone warstwy były ciągłe. Jeśli tak się nie stanie, w ogniwie dojdzie do mikrozwarć.

W komorach powstają pierwsze, zaledwie kilkucentymetrowe prototypy ogniw. Gotowe próbki trzeba przetestować. Jeśli okażą się lepsze niż ogniwa dotychczas używane, zespół próbuje zbudować takie samo ogniwo, ale na kilkakrotnie większej powierzchni i innymi metodami. Choć zbudować to złe słowo. Naukowcy drukują je bowiem na specjalnej drukarce atramentowej. Wygląda podobnie jak domowa, ale w tej używanej przez naukowców jest kamera, która podgląda spadające krople tuszu, a badacze mogą sterować kształtem kropli. Tusz z kolei ma właściwości przewodzące. Jego wyprodukowanie może zająć kilka miesięcy.

Gotowe większe próbki ogniw przekazywane są do ostatniego laboratorium. - To miejsce, w którym albo się cieszymy, albo płaczemy - mówi Filip Granek z Departamentu Nanotechnologii Wrocławskiego Centrum Badań EIT+.

Tu naukowcy badają nowo powstałe ogniwa - czy są wydajniejsze od innych, bardziej wytrzymałe. To pierwsze sprawdzają, wkładając ogniwa pod sztuczne słońce - w specjalnej maszynie lampa świeci tak mocno jak słońce w południe. Gdy próbka wygrzewa się w cieple, komputer analizuje efektywność ogniwa.

Wytrzymałość można zbadać w komorze postarzającej. Co się dzieje dalej? Gdy naukowcy stworzą ogniwo słoneczne o najlepszych cecha, do współpracy wchodzi firma. To ona zamienia materiał na produkt, który może się znaleźć w sklepie. Ale do tego czasu może minąć nawet parę lat.

Romans biznesu z nauką

06 Rozdział 06 Romans biznesu z nauką

Są dwa rodzaje badań: stosowane i jeszcze-nie-stosowane - mawiał ponoć zmarły 13 lat temu brytyjski chemik i noblista George Porter.

Ważne, by wykonywane były jedne i drugie. Wtedy gospodarka się rozwija. A co robić, by Polska była bardziej innowacyjna? Były premier i europoseł Jerzy Buzek podczas tegorocznego Europejskiego Kongresu Gospodarczego w Katowicach stwierdził: - Od lat zabiegamy o to, żeby polska gospodarka była bardziej innowacyjna, szczególnie na styku przedsiębiorstw i nauki. Chodzi o to, żeby to, co robią naukowcy, było przejmowane przez polski przemysł, na przykład małe i średnie przedsiębiorstwa, i żebyśmy robili z tego nowoczesne technologicznie i innowacyjne rozwiązania. - Potrzeba nawyku współpracy biznesu z nauką – mówiła w wywiadzie dla „Wyborczej” minister nauki i szkolnictwa wyższego Lena Kolarska-Bobińska. - Najważniejsze, żeby biznes nie traktował pieniędzy na badania i rozwój tylko jako sposobu na łatwy zarobek.

EIT+ w liczbach

Liczba projektow badawczych
Liczba laboratoriów badawczych funkcjonujących od stycznia 2014
Liczba pracowników naukowych

Liczba zgłoszeń patentowych polskich i PCT
Liczba przyznanych patentów
Liczba firm, z którymi na ten moment współpracujemy