Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN

„Badania nad materiałami polimerowo-węglowymi, w tym kompozytami, są coraz szerzej rozwijane na świecie, co wynika ze spodziewanej poprawy właściwości takich materiałów w porównaniu do obecnie stosowanych. Postaramy się w nich uczestniczyć i wnieść do nich istotny wkład”.

Izabela Blimel, czasopismo Nauka i Biznes:  Jakby Pani w skrócie opisała Centrum?

Prof. dr hab. Barbara Trzebicka, Dyrektor Centrum:

Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych (CMPW PAN) jest jednym z wiodących ośrodków naukowych Polskiej Akademii Nauk, posiadającym od 2010 roku status Instytutu Polskiej Akademii Nauk. Wprawdzie działalność naukowo-badawcza Centrum związana jest głównie z badaniami podstawowymi nad syntezą nowych materiałów polimerowych i węglowych o kontrolowanej strukturze i właściwościach, ale dzięki interdyscyplinarnemu charakterowi prowadzonych badań możliwe jest wykorzystanie uzyskanych wyników do opracowania nowoczesnych rozwiązań dla gospodarki narodowej, zwłaszcza medycyny, rolnictwa, ekologii i optoelektroniki.

Potwierdzeniem wysokiego  poziomu realizowanych badań jest przynależność naszego Instytutu do grona najlepszych w kraju jednostek badawczych, CMPW PAN jest instytutem z kategorią naukową  A. 

W tym roku w ramach programu  promocyjnego RYNKOWY LIDER INNOWACJI 2020 – Jakość, Kreatywność, Efektywność, Centrum uzyskało nominację do prawa posługiwania się tytułem i godłem RYNKOWY LIDER INNOWACJI.

I.B.: Jaka jest misja Centrum?

B.T.: Misją Centrum jest prowadzenie badan podstawowych nad materiałami polimerowymi, polimerowo-węglowymi i różnymi formami węgla, rozpowszechnianie tych badań i ich wykorzystanie.

Nauka o polimerach stała się obecnie nauką interdyscyplinarną, łączącą między innymi elementy chemii, fizyki, biologii, medycyny oraz nauki o materiałach. Poszukiwanie racjonalnych metod syntezy polimerów, jak również postęp w badaniach zależności pomiędzy strukturą, właściwościami i funkcją tych związków staje się motorem rozwoju nowoczesnych technologii. Nasze Centrum doskonale wpisuje się w obserwowany obecnie, dynamiczny wzrost zainteresowania zastosowaniem wyników badań podstawowych w zakresie materiałów polimerowych do opracowania podstaw projektowania nośników leków, protez naczyniowych, podłoży do hodowli komórek, bioczujników i innych.

Jeśli chodzi o węgiel, to Centrum prowadzi badania różnych jego form, a także pracuje nad otrzymywaniem i badaniem właściwości i funkcji nowych materiałów polimerowo-węglowych. Badania te to punkt wyjścia do opracowania nanostruktur węglowych przydatnych do tworzenia sensorów i baterii, a także kompozytów polimerów z napełniaczami węglowymi.

 I.B.: Jakie są główne cele działalności Centrum?

B.T.: Główny celem działalności Centrum jest prowadzenie na możliwie najwyższym poziomie badań naukowych nad nowymi materiałami polimerowymi, węglowo-polimerowymi i węglowymi. Dążymy do tego, aby prace realizowane w Centrum były zbieżne, zarówno w swojej tematyce jak i sposobie prowadzenia pracy badawczej, z priorytetami wyznaczonymi na najbliższe lata przez Programy Krajowe i Unię Europejską. Systematycznie staramy się dostosowywać tematykę badawczą Centrum do obszarów priorytetów tematycznych światowej nauki.

Ważnym celem Centrum są działania w zakresie rozwoju młodej kadry naukowej. Uczestniczyliśmy w kształceniu doktorantów w Śląskim Środowiskowym Studium Doktoranckim działającym na Politechnice Śląskiej oraz Środowiskowych Stacjonarnych Studiach Doktoranckich wspólnych z Wydziałem Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Obecnie Centrum jest członkiem powołanej w ubiegłym roku na Politechnice Śląskiej w Gliwicach Wspólnej Szkoły Doktorskiej. Od 2015r Centrum posiada uprawnienia do nadawania stopnia naukowego doktora w dyscyplinie nauki chemiczne i prowadzi u siebie  postępowania doktorskie.

Kształcenie kadry naukowej w Centrum odbywa się poprzez systematyczne organizowanie seminariów, warsztatów i wykładów naukowych dla doktorantów oraz współpracę międzynarodową. Na szczególną uwagę zasługują tu projekty Unii Europejskiej, Marie Sklodowska-Curie Actions: Transfer of Knowledge lub Innovation Staff Exchange, w realizacji których Centrum brało kilkakrotnie udział na przestrzeni ostatnich kilku latach i w których uczestniczy obecnie. Pozwala to na zwiększenie mobilności  naukowców. Pozwala także na bezpośrednie zaangażowanie zagranicznych naukowców z dobrych ośrodków w realizację wspólnych z pracownikami Centrum programów i umożliwia bezpośrednią wymianę doświadczeń i wiedzy.

Chcemy, aby Centrum było widoczne na świecie. Rozwijamy intensywnie współpracę międzynarodową. Przynosi ona doskonałe naukowe wyniki, a to jest przecież celem działalności Centrum.

Niezwykle ważnym aspektem naszej działalności jest wzmocnienie współpracy z przemysłem i związany z tym transfer nowoczesnych rozwiązań opracowanych w Centrum do małych i średnich przedsiębiorstw. W ofercie Centrum mamy rozwiązania, które są odpowiedzią na współczesne problemy chemii materiałowej dla ochrony zdrowia oraz ochrony środowiska. Choć to często niełatwe, poszukujemy partnerów przemysłowych dla wdrożenia tych rozwiązań. Oferujemy współpracę z doświadczonymi i kompetentnymi specjalistami w ramach już prowadzonych projektów badawczych lub jako liderów konsorcjów naukowo-przemysłowych występujących o takie projekty.

I.B.: Jakie są najważniejsze kierunki badań prowadzonych w Centrum?

B.T.: Tematyka badawcza Centrum ma charakter interdyscyplinarny, który poniekąd wynika z faktu, że obecne Centrum powstało z połączenia trzech placówek PAN:  Centrum Chemii Polimerów, Zakładu Fizyki Ciała Stałego oraz Zakładu Karbochemii.  Prowadzone w Centrum badania nad materiałami polimerowych, węglowych i węglowo-polimerowych dla zastosowań w biotechnologii, mikrotechnologii, optoelektronice i ochronie środowiska oraz zdrowia wyrosły z połączenia prac tych trzech placówek.

Główne kierunki badań to:

• synteza nowych biodegradowalnych materiałów polimerowych o kontrolowanej strukturze oraz ich zastosowanie w przemyśle opakowaniowym i w ochronie środowiska a także polimerów bioresorbowalnych dla celów medycznych, głównie do budowy nano- i mikrourządzeń, w procesach selektywnego transportu i kontrolowanego uwalniania substancji aktywnych biologicznie,
• synteza i badania polimerów czułych na bodźce, badania ich samoorganizacji i zdolności do enkapsulacji substancji biologicznie czynnych i  kompleksowania DNA,
• badania nad  nowymi  polimerami o potencjalnych zastosowaniach w elektronice i optoelektronice,
• otrzymywanie i badanie nowych materiałów membranowych do separacji gazów,
• otrzymywanie i modyfikacja uporządkowanych struktur węglowych w tym grafenu i jego form funkcjonalizowanych, nanorurek węglowych, pianek węglowych i węgla szklistego a także ich wykorzystanie w hybrydowych kompozytach polimerowo-węglowych.
  
  

Systematycznie rozwijane są metody badań strukturalnych obejmujące zastosowanie wysokorozdzielczej spektrometrii magnetycznego rezonansu jądrowego w analizie struktury biodegradowalnych kopolimerów, badania struktury kopolimerów biodegradowalnych z zastosowaniem techniki spektrometrii mas z „miękkimi” metodami jonizacji oraz rozwijane są metody mikroskopowego obrazowania nanostruktur materiałów polimerowych i węglowych.

I.B.: Jakie projekty badawcze są w realizowane w Centrum?  

B.T.: W Centrum realizowane są projekty zmierzające do opracowania nowych materiałów polimerowych o określonych właściwościach dla wykorzystania w medycynie i w ochronie środowiska. Na te badania finansowane pozyskiwane jest głównie z NCN i NCBR. Obecnie realizujemy 15 takich projektów. Badania finansowane przez NCBR są badaniami interdyscyplinarnymi realizowanymi w konsorcjach z partnerami krajowymi, zarówno z jednostkami naukowymi jak i firmami.

W ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka Centrum koordynowało realizację projektu o akronimie Margen POIG.01.03.01-00-018/08, którego wymiernym efektem było opracowanie polimerowych materiałów biodegradowalnych nowej generacji, ulegających kompostowaniu przemysłowemu, przeznaczonych do celów opakowaniowych.

W ramach Programu Badań Stosowanych realizowaliśmy projekty – RYSPCONT, BSM STENT i POLYCELL. W ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 realizujemy projekty purePC i MICROINJSTENT, a w ramach Programu STRATEGMED zakończyliśmy projekt INFLOW i obecnie realizujemy projekt APOLLO. Projekty te nakierowane są na opracowanie innowacyjnych rozwiązań do stosowania głównie w medycynie. Wyniki o charakterze aplikacyjnym tej współpracy są patentowane, stają się również podstawą do kolejnych wspólnych projektów oraz punktem wyjściowym do współpracy z przemysłem.

W 2019 roku zakończyliśmy realizację międzynarodowego projektu w ramach programu Horyzont 2020 o akronimie PELARGODONT, który dotyczył  opracowania polimerowego systemu kontrolowanego miejscowego podawania substancji bioaktywnych o łagodnym działaniu przeciwbakteryjnym dla zastosowanie w leczeniu paradontozy.

W tym roku rozpoczynamy realizację kolejnego projektu KE w ramach Horyzont 2020. Projekt Green-Map dotyczy badań nad nowymi polimerowymi i biodegradowalnymi materiałami dla wyrobów medycznych i opakowań jednorazowego użytku w celu poprawy zrównoważonego rozwoju szpitali. Projekt dotyczy poszukiwania potencjalnych monomerów pochodzenia roślinnego do syntezy nowych polimerów, które następnie zostaną wykorzystane do przygotowania mieszanin i kompozytów z dostępnymi komercyjnie biodegradowalnymi polimerami pochodzenia naturalnego oraz różnymi naturalnymi dodatkami. Projekt realizowany jest w ramach konsorcjum doświadczonych naukowców europejskich, zarówno ze środowiska akademickiego, jak i z przemysłu (Włochy, Węgry, Niderlandy, Niemcy) i jednego z USA – The Ohio State University.

I.B.: Jak wygląda współpraca Centrum z otoczeniem?

B.T.: Centrum aktywnie uczestniczy w międzynarodowej współpracy wielostronnej w tym Programach Ramowych Unii Europejskiej. Brał udział w realizacji projektów badawczych w ramach  5, 6 i 7 PR UE oraz aktualnie uczestniczy w realizacji projektów w ramach programu HORYZOT 2020.

Istotną rolę w realizowaniu programu badawczego Centrum odgrywa prowadzona w  szerokim zakresie międzynarodowa współpraca naukowa odbywająca w ramach umów pomiędzy Akademiami Nauk innych krajów europejskich, jak również w ramach umów bilateralnych zawartych z różnymi instytutami badawczymi i uczelniami zagranicznymi. Prowadzimy kilkanaście takich projektów.

Z inicjatywy Centrum  powstała działająca  do dziś międzynarodowa sieci współpracy: Central and East European Polymer Networks zrzeszająca instytuty polimerów Akademii Nauk: Bułgarii, Czech, Polski, Rumuni, Słowacji, Ukrainy, Węgier oraz Narodowego Instytutu Słowenii.

Centrum współpracuje z wieloma ośrodkami naukowymi w kraju, efektem tej współpracy są wspólne publikacje a także konsorcja badawcze powołane do realizacji wspólnych projektów finansowanych przez  NCN i  NCBIR.

Jak już wcześniej wspomniano, w ostatnich latach czynimy również starania w celu nawiązywania ściślejszej współpracy z sektorem przemysłowym. Jesteśmy otwarci na potrzeby naszych partnerów przemysłowych jak również staramy się we współpracy z nimi rozwijać opracowane przez nas  podstawy nowoczesnych technologii materiałowych. 

I.B.: Jakie są plany rozwojowe Centrum?

B.T.: Centrum wyrosło z trzech stosunkowo niewielkich jednostek PAN. Jest bardzo młodym instytutem. Rozwijało się próbując wypracować nowoczesną tematykę badawczą wpisana w badania światowe. Okres od momentu powstania do dzisiaj nie był łatwy ze względu na niewystarczający dla efektywnego rozwoju poziom finansowania. Zmieniające się zasady ewaluacji i niewystarczająca wysokość dotacji nie sprzyjały stabilności badań, wymuszały ciągłe zmiany w bardzo krótkiej perspektywie. Z jednej strony zmiany nas mobilizują, a z drugiej powodują, że badania są prowadzone w perspektywie krótkoterminowej. Natomiast badania, które chcielibyśmy prowadzić ustępują tym, które zapewniają finansowanie.

Oczywiście postaramy się rozwijać badania nad polimerami i materiałami węglowym i polimerowo-węglowymi, w których mamy już duże osiągnięcia i na których się doskonale znamy. Niewątpliwie w najbliższej perspektywie aktualne pozostaną zagadnienia związane z materiałami dla medycyny, które teraz realizujemy w ramach projektów NCBiR. Równie aktualne są zagadnienia związane z polimerami biodegradowalnymi, a wobec wyzwań ekologicznych problemy związane z nimi będą wymagały intensywnych badań. Mam nadzieje, że znajdą się na nie środki finansowe. Badania nad materiałami polimerowo-węglowymi, w tym kompozytami, są coraz szerzej rozwijane na świecie, co wynika ze spodziewanej poprawy właściwości takich materiałów w porównaniu do obecnie stosowanych. Postaramy się w nich uczestniczyć i wnieść do nich istotny wkład.

I.B.: Dziękuję za rozmowę i życzę sukcesów.