Badania naukowe

W ostatnim konkursie Unii Europejskiej projekty Instytutu Chemii Fizycznej PAN 
uzyskały aż trzykrotnie miano Centrum Doskonałości. Niewiele placówek naukowych w Polsce posiada tak wysokie wyróżnienie.

Mariusz Karwowski

Kiedy w połowie lat 50. ubiegłego stulecia powoływano do życia pierwszą samodzielną placówkę naukową PAN w zakresie chemii, idea była jasna. Chodziło mianowicie o stworzenie dodatkowego warsztatu pracy dla wybitnych fizykochemików. Obowiązująca wówczas w wyższych uczelniach ścisła etatyzacja uzależniała badania od wymiaru zajęć dydaktycznych. Niektóre specjalności, z punktu widzenia nauki równie ważne albo nawet ważniejsze od innych, miały z tego powodu znacznie słabsze zaplecze kadrowe i laboratoryjne. To nie była sytuacja uzasadniona racjonalnie. Trzeba więc było uczynić pewien gest organizacyjny, wiążący badania z istniejącymi potrzebami naukowymi, a nie z dydaktyką na skalę masową. I tak zrodziła się inicjatywa powołania Instytutu Chemii Fizycznej.

SZEROKIE SPEKTRUM

– Początkowo była to struktura ogólnopolska, nie związana z konkretnym miejscem. Laboratoria funkcjonowały przy uczelniach w Warszawie, Krakowie, Wrocławiu, Lublinie, Gdańsku, Poznaniu. Prowadzono wówczas prace w zakresie struktury i własności ciał stałych oraz związków koordynacyjnych, rozwoju fizykochemicznych metod analitycznych, fizykochemii podstawowych surowców organicznych, badania zjawisk powierzchniowych, elektrochemii i fizykochemii procesów elektrodowych oraz fizykochemii podstaw technologii – wspomina prof. dr hab. Janusz Lipkowski, obecny dyrektor IChF.
Z czasem placówka zmieniła swoje oblicze i znaczenie. Na początku lat 60. całe zaplecze aparaturowe ulokowano w jednym miejscu, będącym do dziś siedzibą Instytutu. Cały czas poszerzano także spektrum badań. Doszły nowe zagadnienia, jak np. fizykochemia roztworów nieelektrolitów, fotochemia, kalorymetria, kataliza na metalach, fizykochemia soli stopionych, korozja, inżynieria chemiczna, a jeszcze później termodynamika, kwantowa teoria ciała stałego, kinetyka procesowa, dynamika chemiczna. Niektóre kontynuowane są do dziś. A ponieważ pół wieku w nauce to epoka, postęp widać też w laboratoriach Instytutu.

Jednym z wątków istotnych od lat jest zagadnienie tzw. kruchości wodorowej stali. Istota problemu tkwi w tym, iż jeśli do stali wnika wodór, to powoduje on zmiany własności mechanicznych takiej materii. W ciągu całego okresu, od kiedy prowadzone są badania, udało się nie tylko dotknąć sedna tego mechanizmu, ale i opracować oraz skonstruować urządzenie, które monitoruje zagrożenie korozją wodorową i uprzedza je. To nie jedyne praktyczne osiągnięcie Instytutu.

– Prowadzimy też badania dotyczące tworzenia związków metali z wodorem – mówi doc. Stanisław Filipek, zastępca dyrektora ds. naukowych. – Związków szczególnego typu, tzn. takich, w których wodór zajmuje określone miejsca w strukturze metalu, jednocześnie ją transformując i powodując całą masę interesujących efektów. Związki te, czyli wodorki, znajdują bardzo wiele praktycznych zastosowań, m.in. do produkcji baterii elektrycznych lub do przechowywania wodoru. Wodór zmagazynowany w wodorkach może być wykorzystany jako ekologiczne paliwo np. w silnikach samochodowych. Już teraz w Niemczech i japonii jeździ wiele pojazdów, na razie jeszcze eksperymentalnych, napędzanych wodorem, który jest magazynowany nie w butlach ciśnieniowych, ale właśnie w postaci wodorków. Metal pełni jedynie rolę pewnego rodzaju zbiornika, gąbki, która wchłania wodór, a później, kiedy potrzeba, oddaje go. Potem można go znowu naładować i tak w nieskończoność.

W przypadku materiałów wodorkowych już samo poznanie jest sprawą niesłychanie ważną i absolutnie podstawową. Ale równie istotna jest strona aplikacyjna badań. Oto bowiem monitorowanie kruchości wodorowej w instalacjach przemysłowych czy wykonywane przez pracowników Instytutu ekspertyzy zagrożenia nią to niewątpliwie efekt czysto praktyczny, służący do wdrożenia, np. w elektrowniach. Znając dobrze podstawy samego zjawiska można zaobserwować jego pojawianie się na konkretnych obiektach i we właściwym czasie zapobiegać niebezpiecznemu rozwojowi sytuacji.

– Częściej ważniejsze jest to, co się odkryje niespodziewanego niż wykorzystanie znanych już właściwości – przyznaje dyrektor Instytutu. – Np. wśród efektów, które tutaj zostały opracowane – co prawda w kooperacji międzynarodowej, ale idea pochodziła stąd – znalazło się odkrycie nadprzewodnictwa wodorku palladu. Swego czasu było to znaczące osiągnięcie, teraz, wobec wysokotemperaturowego nadprzewodnictwa, wszyscy o nim zapomnieli. Jak widać, badania w naszym Instytucie mają dwojakie uzasadnienie. Uważam, że powinniśmy rozwijać zarówno badania podstawowe, jak i stosowane na możliwie wysokim poziomie. Oczywiście, nauka jest dziś tak wyspecjalizowana, że trudno wymagać od jednej osoby czy nawet zespołu, żeby zajmowali się i jednym, i drugim, ale już w skali Instytutu jest to możliwe.

WYSOKA JAKOŚĆ ZAPEWNIONA

Prof. Lipkowski jest piątym dyrektorem Instytutu, pełniącym tę zaszczytną funkcję już od 10 lat. Pierwszym był jego twórca, prof. dr Wojciech Świętosławski, a kolejnymi: prof. Michał Śmiałowski, prof. Wojciech Zielenkiewicz oraz prof. Jan Popielawski. Różnice w kierowaniu placówką na przestrzeni tych kilkudziesięciu lat są na pewno bardzo duże. Ale historii Instytutu nie wyznaczały kolejne kadencje dyrektorskie, utożsamiane z kierunkami badań ulubionych przez aktualnych szefów. Nie można całej istoty IChF sprowadzać tylko do tego. Nie ma już wprawdzie tylu ośrodków rozproszonych po całej Polsce, bo w zasadzie jest tylko jedno centrum w Warszawie oraz laboratorium w Krakowie, ale w ramach Instytutu jest nadal kilka działów tematycznych, które bardzo wyraźnie się od siebie różnią.

– Nie jest możliwe, aby jeden człowiek, choćby piastujący funkcję dyrektora, mógł podporządkować swoim zainteresowaniom wszystkie kierunki badawcze. Tak nigdy nie było i nie będzie. Natomiast niewątpliwie obowiązkiem dyrektora jest dbać o to, by rozwijane kierunki były perspektywiczne. W związku z tym każdy z dotychczasowych dyrektorów wywarł pewne piętno na profilu naukowym Instytutu. W okresie mojej działalności zlikwidowaliśmy 3 zakłady, stworzyliśmy 2 nowe. To obrazuje, że zmiany są dokonywane, ale nie na zasadzie personalnych upodobań, tylko oczywiście ku polepszeniu jakości.

O jakość akurat nie trzeba się obawiać. W 13 zakładach pracuje ok. 280 osób, z tego na stanowiskach naukowych blisko 125. Wszyscy to znakomici fachowcy, wykształceni w renomowanych uczelniach zagranicznych. Oczywiście poszczególne zakłady nie są sobie równe, mają różny profil. Niektóre swoją uwagę koncentrują raczej na zastosowaniach, inne zwracają się ku teorii. Zdaniem prof. Lipkowskiego, wszystkie są jednak dobre. W innym przypadku zostałyby zlikwidowane.

– Od blisko 10 lat stosujemy system parametrycznej oceny dorobku publikacyjnego. To nie jest system oceny ludzi, lecz – w przeliczeniu na punkty – ilościowa ocena publikacji. O ile w przypadku pojedynczych osób takie porównanie nie ma specjalnego sensu, o tyle już porównanie zespołów daje pewien obraz sytuacji.

W ubiegłym roku do najaktywniejszych należały: zakład badań kompleksów supramolekularnych, zakład fotochemii i spektroskopii oraz zakład fizykochemii płynów i miękkiej materii.
Instytut od lat prowadzi zakrojoną na dużą skalę współpracę z ośrodkami niemal na całym świecie, od Japonii przez Koreę, Australię, Stany Zjednoczone, Wielką Brytanię, aż po Skandynawię. Bardzo intensywne kontakty nawiązano z Rosją, Ukrainą oraz krajami UE, m.in. z Włochami, Hiszpanią i Francją. Ta kooperacja odbywa się na wielu płaszczyznach. Dotyczy nie tylko wymiany aparatów, urządzeń, ale i doświadczeń. Trzeba przy tym dodać, że w tych kontaktach pracownicy Instytutu nie muszą mieć kompleksów. – Jeżeli już, to odstajemy w górę. Nasi pracownicy są zapraszani do uczestnictwa w wielu programach, jak np. INCO-COPERNICUS czy EUREKA.

DOSKONAŁOŚĆ RAZY TRZY

Innym potwierdzeniem wysokiego poziomu merytorycznego jest całkiem niedawne przyznanie miana Centrum Doskonałości trzem projektom pilotowanym przez Instytut. Powstały one w ramach współpracy z Unią Europejską. IChF jest jedną z nielicznych instytucji mogących pochwalić się takim osiągnięciem.

– W centrum – Laboratorium Termodynamiki dla Środowiska Naturalnego prace skupiają się na wielodyscyplinarnych badaniach połączonych ze studiami doktoranckimi. Zespół, wsparty Radą Naukową złożoną z 18 profesorów z Czech, Estonii, Francji, Grecji, Holandii, Niemiec, Polski, Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii, jest w stanie rozwiązać skomplikowane zagadnienia związane z migracją trwałych zanieczyszczeń chemicznych w otaczającym świecie. Osoby wchodzące w skład zespołu posiadają wieloletnie doświadczenie w stosowaniu termodynamiki do zagadnień praktycznych. Chcemy zainteresować tą tematyką młodych ludzi z całego świata, utworzyć międzynarodowe środowisko badawcze, a później zaoferować opracowane metody firmom przemysłowym – wyjaśnia prof. Stanisław Malanowski, koordynator projektu.

Za kolejne centrum – Zjawiska i reakcje powierzchniowe odpowiada prof. Janusz Flis. Tu z kolei głównym zamiarem jest promowanie współpracy naukowej z przodującymi laboratoriami, wyposażonymi w nowoczesną aparaturę do badania powierzchni oraz szkolenie młodych pracowników naukowych w zakresie zaawansowanych technik badawczych. Cel ten będzie realizowany przez organizowanie sympozjów i warsztatów wymiany informacji, krótkoterminowe wizyty młodych pracowników w innych laboratoriach i zapraszanie uznanych w świecie uczonych oraz badanie próbek w różnych laboratoriach i standaryzację technik badania powierzchni. Działalność Centrum będzie prowadzona w siedmiu pakietach roboczych, z których cztery dotyczą organizacji spotkań naukowych – łącznie pięciu sympozjów i warsztatów naukowych. Z pozostałych trzech pakietów największy jest poświęcony szkoleniu uczonych, które będzie obejmowało wyjazdy do renomowanych laboratoriów zagranicznych oraz zapraszanie ekspertów do prowadzenia wykładów.

Jest wreszcie Centrum Materiałów Fotoaktywnych, którym kieruje prof. Jacek Waluk. Zadaniem tego zespołu jest projektowanie, synteza i badania spektralne nowych materiałów, mogących znaleźć zastosowanie w medycynie, optoelektronice, technologiach laserowych, informatyce, ochronie środowiska. W kooperacji z laboratoriami z Niemiec, Holandii, Francji, Danii, Wielkiej Brytanii, Austrii, Ukrainy i Białorusi badane są elementarne stadia procesów fotofizycznych i fotochemicznych. Projektowana jest także aparatura spektralna. Organizowane są Ogólnopolskie Seminaria Spektroskopowe, gromadzące badaczy z różnych dziedzin. Przewiduje się coroczne warsztaty naukowe, których celem będzie zarówno omawianie najnowszych osiągnięć, edukacja młodych badaczy, jak też przedstawianie ofert Centrum wobec przemysłu.

– Dumni jesteśmy z tych centrów doskonałości i mamy nadzieję, że to nam ułatwi wejście do 6. programu ramowego UE – przyznaje prof. Lipkowski.

KOSZTOWNY PREZENT

Współpraca z ośrodkami międzynarodowymi przynosi wymierne korzyści. Oto niedawno udało się pozyskać „za darmo” cenną aparaturę z Niemiec. Za ten prezent trzeba było jednak zapłacić polskiemu fiskusowi. W tym roku wprowadzono bowiem VAT na aparaturę. W przypadku, gdy takie obciążenia nie są rekompensowane dodatkowymi nakładami, oznacza to, że odcinane są środki na badania naukowe. I tak 20 tys. zł trzeba było wysupłać z puli przeznaczonej na zupełnie inne cele. W tym roku po raz pierwszy w historii zdarzyło się, że Instytut nie otrzymał dofinansowania na inwestycje aparaturowe. Nie ma więc pieniędzy ani na podtrzymanie funkcjonującego sprzętu, ani tym bardziej na zakup nowego. Pierwszy raz doszło też do sytuacji, gdy dotacja budżetowa była mniejsza niż rok wcześniej.

– Dostaliśmy 12 mln zł, które w całości pokryją tylko uposażenia oraz utrzymanie pięciu budynków. Ta kwota stanowi 95 proc. tego, co otrzymaliśmy rok temu i to nominalnie, bez uwzględnienia inflacji. Na marginesie trzeba dodać, iż nasz Instytut zalicza się w rankingach do grupy najlepszych, a wśród PAN-owskich w dziedzinie chemii nie ma sobie równych. Co z tego, skoro na prowadzenie badań musimy szukać dodatkowych źródeł finansowania? – pyta retorycznie prof. Lipkowski. I przyznaje, że przy wciąż malejących nakładach na naukę, coraz bardziej będziemy uzależnieni od współpracy z zagranicznymi instytucjami naukowymi. Już teraz trzeba wyjeżdżać do Niemiec, gdzie znajdują się aż trzy synchrotrony („aż”, bo w Polsce nie ma żadnego). Podobnie jest z reaktorami jądrowymi, które są niezbędne do badań neutronograficznych. Korzysta się więc z francuskich.

– Bez zmiany polityki finansowej, czy tego chcemy, czy nie, będziemy dryfować w tamtym kierunku, bo postęp np. w dziedzinie promieniowania synchrotronowego jest piorunujący. Jeżeli patrzymy na te kierunki badań eksperymentalnych, które są związane z wykorzystywaniem najnowocześniejszych dużych instalacji badawczych, to niestety okazuje się, że nasi ludzie są zmuszeni wyjeżdżać i pracować za granicą. Do Polski będą wpadać jedynie po to, by w spokoju napisać publikację – z goryczą w głosie podsumowuje dyrektor IChF PAN.
Na szczęście jest też wiele zjawisk, nad którymi nie trzeba utyskiwać, a wręcz przeciwnie – chwalić się nimi. Po centrach doskonałości inną chlubą jest Zakład Badań Doświadczalnych. Powstał on w 1972 roku, ale dopiero od lat 80. jest integralną częścią Instytutu. Główną jego misją jest wdrażanie osiągnięć naukowych IChF do celów gospodarczych. Ale Zakład ma też sukcesy w samodzielnym opracowywaniu technologii. Jedną z nich jest autorska metoda produkcji feromonów w celach ekologicznych. W tym zakresie Zakład jest krajowym monopolistą. Chodzi o zwabianie owadów, które są szkodnikami lasów, do pułapek. Robi się to właśnie za pomocą feromonów płciowych. Gdy owady zostaną złapane, można je eliminować ze środowiska. Badania te prowadzone są w ścisłej współpracy z leśnikami i sadownikami.

– Inną ważną gałęzią naszej produkcji są wyspecjalizowane odczynniki chemiczne. Wytwarzamy ok. 40-50 związków rocznie, a więc ok. 1/3 całej krajowej produkcji kierowanej na eksport. Nasze produkty dostarczamy do renomowanych firm, m.in. w Wielkiej Brytanii, Japonii i USA. Współpracujemy też ściśle z przemysłem farmaceutycznym – mówi dyr. Marek Cieślak.
W tym roku zakład zamierza wyeksportować ok. 40 proc. wartości całej sprzedaży. Głównie dzięki temu od samego początku zarabia na siebie. Nigdy nie korzystał z żadnej dotacji, utrzymuje się sam.

W tej chwili największym wyzwaniem, przed jakim stoi Instytut Chemii Fizycznej, jest rozwinięcie sieci specjalistycznych laboratoriów. Inwestycja ta forsowana jest już od dawna, niestety, brak środków uniemożliwia wciąż jej realizację. Wszystkie już istniejące laboratoria, które są wyposażone w nowoczesną aparaturę, mają status laboratoriów specjalistycznych. Są one otwarte także dla innych. Każdy, kto chce wykonać badania korzystając z aparatury, może to zrobić i nawet nie stawia się przy tym warunków finansowych. Bardzo często sprzęt udostępniany jest wręcz bezpłatnie. W ubiegłym roku, dzięki środkom z Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, ok. 20 laboratoriów udało się odnowić w ramach programu SUBIN. Szkoda, że to tylko kropla w morzu potrzeb.

Komentarze