Cztery polskie jednostki badawcze będą wspólnie udoskonalać technologię wykorzystania nanodiamentów m.in. do celów nowoczesnej diagnostyki medycznej, elektroniki oraz optyki. Liderem konsorcjum jest Uniwersytet Warszawski.
Nanodiamenty to maleńkie kryształy diamentu o średnicy kilkudziesięciu nanometrów (czyli milionowych części milimetra). Ich unikalne właściwości są intensywnie badane w czołowych ośrodkach na świecie pod kątem wykorzystania m.in. w onkologii, zarówno do leczenia nowotworów, jak i efektywnego ich diagnozowania, jako nośniki genów oraz jako znaczniki w technologii precyzyjnego obrazowania za pomocą rezonansu magnetycznego. Tym samym technologie oparte na nanodiamentach znajdują zastosowanie w badaniach podstawowych, jako cenne narzędzia badawcze, ale również już niedługo będą mogły być wykorzystywane w warunkach klinicznych do poprawy jakości i szybkości precyzyjnej diagnostyki medycznej.
– To ostatnie z zastosowań nanodiamentów będziemy rozwijać w naszym konsorcjum. Jeden z naszych zespołów, który będzie utworzony w Instytucie Biotechnologii i Medycyny Molekularnej w Gdańsku pod opieką dr. Pawła Schweigera i dr. Dawida Nidzworskiego będzie pracować nad nowymi superczułymi metodami diagnostycznymi, pozwalającymi na szybkie diagnozowanie chorób neurodegeneracyjnych i nowotworowych. Nanodiamenty posłużą do nanoznacznikowania różnych substancji oraz badania aktywności biologicznej z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego – mówi prof. Ryszard Buczyński z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.
Ogromne możliwości badawcze i aplikacyjne stwarzają nanodiamenty z tzw. centrami barwnymi. Centra barwne są naturalnymi bądź wprowadzonymi sztucznie defektami struktury krystalicznej diamentu, zdolnymi do absorpcji i emisji światła w temperaturze pokojowej.
– Nanokryształy z centrami barwnymi mogą być użyte jako niezwykle dokładne czujniki pól magnetycznych, elektrycznych, temperatury i ciśnienia. Ta tematyka będzie rozwijana w oparciu o najnowsze osiągnięcia fizyki kwantowej przez nowy zespół badawczy, który powstanie na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego pod opieką prof. Wojciecha Gawlika – zapowiada prof. Buczyński.
Kluczową rolę w całym projekcie odgrywa wytwarzanie nanodiamentów. Dotychczas bardzo duże trudności sprawiało otrzymanie dobrej jakości, powtarzalnych geometrycznie nanodiamentów o kontrolowanych własnościach. Grupa prof. Roberta Bogdanowicza z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej opracowała jednak nową metodę syntezowania i chemicznego modyfikowania nanocząstek diamentowych w tzw. „diamentowe origami”, o zaprojektowanych parametrach geometrycznych, właściwościach elektrycznych i optycznych. W ramach projektu TEAM-NET zespół ten będzie rozwijał technologię wytwarzania nanodiamentów.
Całość prac badawczych związanych z doskonaleniem metod wytwarzania oraz wykorzystaniem nanodiamentów w magnetometrii, optyce i biomedycynie realizowana będzie przez interdyscyplinarne konsorcjum, w skład którego wchodzą: Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej oraz Instytut Biotechnologii i Medycyny Molekularnej. W ramach realizacji projektu powołane zostaną cztery nowe grupy badawcze oraz zostanie uruchomiona platforma technologiczna produkcji nanodiamentów, która zapewni dostęp do tych nanomateriałów wielu naukowcom w kraju i zagranicą. Prace będą finansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, w ramach programu TEAM-NET. Wartość projektu wynosi ponad 18,5 mln zł.
Dominika Wojtysiak-Łańska