Świat zamknięty w nanokapsule

Piotr Schutta 5 stycznia 2013, aktualizowano: 16-12-2013 12:23


Rozmowa z profesorem UMK JERZYM ŁUKASZEWICZEM, dyrektorem Interdyscyplinarnego Centrum Nowoczesnych Technologii w Toruniu, o przyszłości nauki i najnowszych kierunkach badawczych.

W jakich kierunkach rozwijać się będzie nauka?

Na pewno będą to technologie związane z recyklingiem surowców, których jest na Ziemi coraz mniej. Przetwarzamy jednorazowo gigantyczne ilości energii i materii, zaśmiecając środowisko. Dlatego drugi kierunek to poszukiwanie odnawialnych źródeł energii. Niedawno uczestniczyłem w panelu, poświęconym technologiom przyszłości, gdzie zaprezentowano na przykład pozyskiwanie energii z ruchu fal morskich, ale bez użycia turbin czy innych młynków. Trzeci kierunek, w którym podąża nauka, to szeroko rozumiane zdrowie człowieka.

A dokładniej?

Chodzi o wczesne wykrywanie chorób, ale też o zachowanie zdrowia. W rozwój nowoczesnych metod badawczych, mających zastosowanie w diagnostyce medycznej czy farmakologii, inwestuje się w tej chwili ogromne pieniądze. Zdrowie wygrywa z wszelkimi innymi priorytetami.

Gdzie jest miejsce dla elektroniki?

Komputery molekularne i kwantowe to również przyszłość ludzkości. W naszym centrum będą prowadzone badania z zakresu elektroniki molekularnej pod kierunkiem profesora Wiesława Nowaka.

Czyli nanotechnologia, ale co to właściwie znaczy?

Jest to pojęcie dzisiaj nadużywane. Mówiąc najogólniej, nanotechnologia polega na wykorzystywaniu materiałów posiadających stopień rozdrobnienia na poziomie nanometrycznym. A co to za poziom? Oficjalna definicja mówi, że jeden z wymiarów materiału musi być mniejszy od stu nanometrów. Dzięki temu otrzymujemy nowe właściwości i zastosowania.

Jaką korzyść ma przeciętny zjadacz chleba z tego powodu, że współczesna nauka dotarła do pojedynczego atomu?

Weźmy przykład ze świata medycy. Bardzo mocno jest dzisiaj eksploatowany temat kontrolowanego dostarczania leków do organizmu. W tej chwili przyswajanie leków przez człowieka jest ciągle mało precyzyjne. Specyfik aplikowany pacjentowi zostaje wystawiony na działanie agresywnych mediów, znajdujących się w naszym przewodzie pokarmowym i ogromna część z tego, co zażywamy, jest tracona. Z drugiej strony, jeśli zwiększymy dawkę, narażamy się na skutki uboczne. Nanotechnologia tymczasem oferuje niezwykle dokładny transport leków do organizmu. Chodzi o nanokapsuły o wymiarach kilku nanometrów, zawierające leczniczą molekułę. Dzięki swoim niewyobrażalnie małym rozmiarom kapsuły bez problemów przenikają do komórek i tam następuje uwolnienie właściwej substancji i to w ściśle określonym czasie, rozciągniętym na dni czy tygodnie. Nie ma potrzeby ciągłego kłucia pacjenta.

Pobieranie krwi w celach diagnostycznych to jednak nadal podstawa współczesnej medycyny. Czy da się tego w przyszłości uniknąć?

Nad tym również będzie pracował jeden z naszych zespołów. Mowa o wczesnym diagnozowaniu chorób nowotworowych na podstawie badania składu wydychanego powietrza. W skrócie, polega to na analizowaniu mikroskładników powietrza, które są symptomatyczne dla stanów chorobowych czy nieprawidłowości metabolicznych organizmu. Metoda ta jest bezinwazyjna i tania. Znakomicie nadaje się do badań przesiewowych, którym można poddać dużą grupę pacjentów.

Jednym z najcenniejszych urządzeń znajdujących się w toruńskim centrum jest fMRI. Kosztowało prawie 10 mln zł. Co to jest i do czego służy?

Jest to tomograf do badania pracy mózgu i centralnego układu nerwowego. Będą na nim pracowały dwa zespoły naukowców. Jeden pod kierunkiem prof. Władysława Ducha z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK. Drugą grupą pokieruje specjalista psychiatrii prof. Aleksander Araszkiewicz. Mówiąc najogólniej, badania obu zespołów będą dotyczyły, m.in., diagnostyki chorób układu nerwowego, w tym chorób nowotworowych, oraz oddziaływania leków na mózg. Tomograf pozwala na obserwowanie reakcji mózgu w czasie rzeczywistym, np. reakcji na podane leki.

Ile jest takich urządzeń w Polsce?

Dwa, najwyżej trzy.

A podobnych centrów badawczych?

Kilkanaście, przy czym kilka z nich ma budżet dużo większy od naszego. Mimo to nadal jest ich za mało.

Co to jest grafen?

To jest właśnie przykład prawdziwego materiału nanometrycznego, stworzonego zresztą przez polskich naukowców. Ma on grubość jednego atomu i jest płaszczyzną półprzewodzącą prąd, a oprócz tego materiałem konstrukcyjnym o zupełnie nowych właściwościach mechanicznych i nowym stosunku wytrzymałości do masy. Jest dużo lżejszy i jednocześnie wytrzymalszy od dotychczas znanych materiałów. Na razie wykorzystuje się go choćby do budowy elastycznych ekranów ciekłokrystalicznych.

Jeszcze 20 lat temu trudno było sobie wyobrazić, że każdy będzie miał komputer, który zmieści się w kieszeni i będzie jednocześnie aparatem fotograficznym, kamerą i telefonem współpracującym z satelitą. Co nas jeszcze czeka?

Rewolucja w dziedzinie komunikacji. Samochód w obecnym kształcie długo nie przetrwa. Zabraknie benzyny, a druga kwestia to zatłoczenie miast. Niewykluczone, że w końcu doczekamy się samochodów inteligentnych, obywających się bez kierowcy. Na niektórych lotniskach już jeżdżą bezzałogowe busiki, dowożące pasażerów.

A co to jest OLED?

Organiczna dioda elektroluminescencyjna. To jest przyszłość w dziedzinie oświetlenia. Dziś znamy punktowe źródła światła w postaci żarówek. OLED natomiast umożliwia budowę bezpunktowego panelu, świecącego całą swoją powierzchnią, a zużywającego mniej energii niż żarówka. W przyszłości nasze pokoje będą oświetlone taflami światła, zamontowanymi w ścianie lub suficie. Zmieni się wygląd miast. Możemy sobie wyobrazić, że zamiast latarni będą świecić całe ściany. Tej technologii od kilku lat używa się do budowy elastycznych ekranów telewizyjnych i wyświetlaczy komputerowych.

Toruńskie ICNT ma pobudzić nasz region do gospodarczego rozwoju, łącząc naukę z biznesem...

To jest największa niewiadoma naszego projektu i mankament całego środowiska naukowego w Polsce. Zdobyliśmy środki, kupiliśmy aparaturę, mamy piękny budynek, są wspaniałe pomysły badawcze. Teraz trzeba je tylko skomercjalizować.

W jaki sposób, skoro w Polsce wyprodukowanie przysłowiowej śrubki staje się nieopłacalne?

Trzeba rozwijać działalność uczelnianego inkubatora przedsiębiorczości. Dobrym przykładem jest Uniwersytet Techniczny w Hajfie, na którym działa ok. 10 niezależnych od siebie instytucji, zajmujących się wyszukiwaniem pomysłów i znajdowaniem dla nich inwestorów. Największym hitem uczelni jest opracowany tam lek, spowalniający proces choroby Parkinsona. Roczne dochody z praw autorskich do tego leku sięgają ok. 30 mln dolarów rocznie.

Jaką korzyść z ICNT będzie miał przedsiębiorca z regionu?

Dużą, jeżeli zdecyduje się na prowadzenie firmy typu high-tech, czyli takiej, która stosuje wysoce zaawansowane technologie.

Ile jest takich firm w naszym regionie?

Kilka. Problem polega na tym, że w polskich przedsiębiorstwach wygasł zupełnie nurt samorozwoju. Gros przedsiębiorstw produkcyjnych funkcjonuje w oparciu o gotowe linie technologiczne i produkuje, dopóki nie zużyją się maszyny lub nie wyczerpie sam pomysł. Albo są to końcówki wielkich firm, jak japońska Sumika w Ostaszewie, która prowadziła u nas działalność tak długo, jak długo się to opłacało. Polskiej myśli technologicznej w tym nie znajdziemy.
Teczka osobowa

Chemia i czarny sport

Dr hab. Jerzy Łukaszewicz jest profesorem uczelnianym UMK w Toruniu. Ma 60 lat, jest żonaty, ma dwoje dzieci.

Przez dwie kadencje prof. Łukaszewicz był dziekanem Wydziału Chemii UMK. Jego zainteresowania naukowe związane są z chemią i fizyką powierzchni ciał stałych. Dorobek naukowy to, m.in., kilkadziesiąt publikacji, w tym monografie oraz jeden patent wynalazczy.

Prywatne pasje profesora związane są z żużlem (od lat jest wiernym kibicem Apatora) oraz z historią II wojny światowej.