Dr hab. inż. Artur Kasprzak z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej został laureatem Nagrody Naukowej im. prof. Mieczysława Mąkoszy. Wyróżnienie przyznawane jest młodym badaczom za oryginalne prace naukowe w dziedzinie chemii organicznej.
Konkurs organizuje Fundacja im. Mieczysława Mąkoszy utworzona w 2012 roku. Pierwszego laureata wyłoniono rok później – został nim dr Piotr Kwiatkowski z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. W kolejnych latach laur odbierali: dr Łukasz Albrecht z Politechniki Łódzkiej, dr Sebastian Stecko, dr Wojciech Chaładaj i dr Marcin Lindner – wszyscy z Instytutu Chemii Organicznej PAN, dr Marcin Kałek z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego, dr Szymon Buda z Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Tegorocznym zwycięzcą został dr hab. inż. Artur Kasprzak z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. To jedyny naukowiec na świecie zajmujący się zastosowaniem związkiem o nazwie sumanen w nanomateriałach niwelujących toksyczność cezu. Pisaliśmy o jego badaniach w marcu tego roku.
Problem z cezem dotyczy nie tylko miejsc katastrof elektrowni atomowych. Pierwiastek ten (pod różnymi postaciami) wykorzystuje się m.in. w leczeniu nowotworów, przemyśle farmaceutycznym, a nawet w suplementach diety. Naukowcy zaczęli więc szukać sposobów usuwania soli cezu z roztworów wodnych. I natrafili na dwie główne trudności – niską selektywność opracowanych rozwiązań (usuwają nie tylko cez, ale też pożądane pierwiastki, takie jak potas i magnez) oraz wysokie koszty utylizacji.
Dr hab. inż. Artur Kasprzak opracował nowy materiał – składający się z magnetycznych nanocząstek węglowych z rdzeniem kobaltowym modyfikowanych sumanenem.
Sumanenem zainteresowałem się w 2019 roku podczas stażu naukowego w Osaka University w Japonii, gdy pracowałem w zespole prof. Hidehiro Sakurai. To on w 2003 roku odkrył ten związek – opowiada Kasprzak. – Zwróciłem uwagę, że większość badań prowadzonych nad sumanenem to głównie badania strukturalne i syntetyczne. Brakowało w nich informacji o praktycznym wykorzystaniu. Udało mi się jedynie znaleźć wzmiankę, że sumanen w sposób selektywny oddziałuje z kationami cezu.
Badacz z Politechniki Warszawskiej postanowił praktycznie wykorzystać to działanie sumanenu, opracowując magnetyczny nanoadsorbent cezu.
Materiał absorbujący cez wsypuje się do zanieczyszczonej wody. Jego właściwości magnetyczne pozwalają na szybkie, łatwe i dokładne oddzielenie materiału od roztworu. Jeśli wrzucimy do zanieczyszczonej wody materiał bez tych właściwości, musimy oddzielić go w inny sposób, chociażby poprzez odsączanie lub wirowanie. W kuchni jest to proste, ale w przemyśle już nie. Właściwości magnetyczne ułatwiają cały proces. Wystarczy, że przyłoży się magnes do fiolki i materiał oddziela się od roztworu, a wraz z nim cez– opisuje inżynier z PW.
We współpracy z zespołem prof. Hidehiro Sakurai z Japonii przeprowadził badania sprawdzające skuteczność swojego rozwiązania. Dowiedli, że pozwala ono usunąć cez z roztworu, a testy z wykorzystaniem sodu i potasu jako „przeszkadzaczy” (interferentów) potwierdziły selektywność metody. Pomyślnie wypadły również próby z zawierającymi sól cezu ściekami wodnymi, powstającymi w trakcie prac nad prekursorem leku przeciwnowotworowego i w przypadku ścieków generowanych w rutynowych syntezach organicznych. Badania potwierdziły ponadto, że wytworzony materiał może być wykorzystywany wielokrotnie, ma dużą pojemność adsorpcyjną i można go łatwo regenerować – wystarczy trochę wody. To zmniejsza objętość ścieku zawierające cez i pozwala obniżyć koszty związane z przechowywaniem czy utylizacją odpadów.
Nagroda Naukowa im. prof. Mieczysława Mąkoszy przyznawana jest za oryginalne, samodzielne prace badawcze w obszarze chemii organicznej, ze szczególnym uwzględnieniem syntezy organicznej. Stypendium w wysokości 12 tys. zł wspomaga realizację ich samodzielnych prac badawczych oraz promuje rozwój pracowników naukowych.
MK, źródło: PW