W krainie Guliwera, czyli oko w oko z nano

Kto nie marzył o tym, by przez moment dostać się do świata baśni i poznać liliputów i gigantów. Teraz było to możliwe w jak najbardziej realnym świecie. Wystarczyło ponad 20 godzin lotu, kilka przesiadek, by znaleźć się w australijskiej Canberze na konferencji International Conference on Nanoscience and Nanotechnology, która odbyła się w lutym, od 7 do 11.

Co ta konferencja ma wspólnego z Guliwerem? Bardzo dużo – nanotechnologia jest prężnie rozwijającą się dziedziną wiedzy dotyczącą bardzo malutkich przedmiotów, takich których choćby jeden wymiar wynosi poniżej 100 nm. W tej krainie możemy poczuć się jak giganci. I choć nanotechnologia dotyczy tak małych przedmiotów, to ich znaczenie jest gigantyczne. W takim świecie związki charakteryzują się zupełnie innymi właściwościami.

Dziedzina dla wielu

Nanotechnologia jest dziedziną interdyscyplinarną. Przyciąga naukowców z różnych dziedzin: fizyków, chemików, biologów, każdy znajdzie tam coś interesującego. Tradycyjnie wyznaczone granice pomiędzy dyscyplinami naukowymi i technicznymi ulegają tu zatarciu. Dlatego działania w zakresie nanotechnologii mają charakter wyraźnie interdyscyplinarny.

Rozkwit nanotechnologii rozpoczął się pod koniec XX wieku, choć przyroda znała nanotechnologię od stuleci. I właśnie obserwacja przyrody i próby wykorzystania jej zdolności umożliwiły powstawanie różnych ciekawych produktów. Od nano napisów po powierzchnie wielkogabarytowe, które podlegają samooczyszczeniu.

Wśród wielu naukowców zajmujących się nanotechnologią w konferencji uczestniczyli też Polacy. Troje z wrocławskich środowisk naukowych: Dominika Wawrzyńczyk z Politechniki Wrocławskie, Bartłomiej Cichy z Polskiej Akademii Nauk i Monika Kowalska-Góralska z Uniwersytetu Przyrodniczego, ale byli też Marek Twardoch z Institut Charles Sadron we Francji i Paweł Karpiński z The Australian National University, zaczynający swoją ścieżkę naukową na Politechnice Wrocławskiej.

Byli również światowej klasy naukowcy, spośród których wspomnieć należy oczywiście Williama Moernera, noblistę z dziedziny chemii z 2014 roku. Czy w takim towarzystwie nie można poczuć się jak liliput z powieści Jonathana Swifta? Laureat Nagrody Nobla w 2014 roku William Moerner (jest również fizykiem), okazał się człowiekiem niezwykle pozytywnym, opowiadającym o swym życiu naukowym w sposób porywający, wręcz zarażający zapałem. Jak widać i w tym przypadku fizyka połączyła się z chemią, by stworzyć tak ciekawą osobowość;) Moerner jest profesorem na Stanford University w Stanach Zjednoczonych, gdzie zajmuje się spektroskopią, pozwalającą na obserwację pojedynczych molekuł. Gość konferencji w 2008 roku otrzymał prestiżową Nagrodę Wolfia w dziedzinie chemii, a sześć lat później wraz z Erikiem Betzigiem i Stefanem Hellem dostał chemicznego Nobla za rozwój mikroskopii fluorescencyjnej wysokiej rozdzielczości.

Rozwój i bezpieczeństwo

Interdyscyplinarny charakter nanotechnologii był widoczny na każdym kroku. W Canberze spotkali się twórcy produktów nano, ci, którzy je sprawdzają, odkrywają ich możliwe wykorzystanie, oraz ci, którzy zapewniają bezpieczną przyszłość ludzkości, określając toksyczny poziom nano w środowisku – tu miał możliwość zaprezentowania swoich badań zespół pracowników Zakładu Hydrobiologii i Akwakultury Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Jako jedyna z zespołu, przedstawiłam badania dotyczące wpływu miedzi w postaci siarczanu miedzi i trzech różnych związków nano miedzi na rośliny wodne na przykładzie kabomby (Cabomba caroliniana A. Gray).

Miedź – ze względu na swoje działanie profilaktyczne – należy do szeroko wykorzystywanych metali. Pierwiastek znalazł zastosowanie w medycynie do zwalczania infekcji bakteryjnych, ale miedź zapobiega też pojawianiu się grzybów, jest inhibitorem rozwoju glonów, a także grzybów. Mniejsza średnica produktów nano zwiększa jego powierzchnię i wpływa na właściwości miedzi.

Pozytywne Antypody

A to wszystko działo się tak daleko, w Australii, krainie kangurów i strusi – tych drugich co prawda nie zdążyłam nigdzie dostrzec, ale czas pobytu był ograniczony jedynie do trwania konferencji. Kto wie jednak, czy nie największym zaskoczeniem tego pobytu było pozytywne nastawienie Australijczyków do życia i innych ludzi, choć przecież i mnie nie brakuje optymistycznego spojrzenia na świat.

Australia jest bardzo międzynarodowa. Z racji swojego położenia wielu mieszkańców kontynentu przybyło tu z Chin, Korei, Indii, ale sporo także i z odległej z Europy. Ten wielokulturowy świat jest na wyciągnięcie ręki na wszystkich uniwersytetach Australii, w tym i uczelni w Canberze, która gościła nanotechnologów.

The Australian National University of Canberra to też studenci z każdego niemal zakątka ziemi, mający do swojej dyspozycji przestronny i nowoczesny kampus. Uniwersytet zresztą zajmuje wysokie miejsca w światowych rankingach i przyciąga wielu naukowców, którzy zarówno prowadzą tu badania, jak zajęcia dydaktyczne.

Nasze badania

Celem badań prowadzonych przez zespół pracowników Zakładu Hydrobiologii i Akwakultury Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, przedstawionych na International Conference on Nanoscience and Nanotechnology było porównanie oddziaływania miedzi w postaci Cu+2, oraz nanomiedzi w postaci: CuO (<50 nm), na roślinność wodną na przykładzie kabomby. W pierwszym doświadczeniu zastosowaliśmy Cu SO4 oraz nano CuO (<50 nm). W drugim doświadczeniu porównalismy dwie inne formy nano miedzi: CuFe2O4 (<100nm), CuZnFe4O4 (<100nm) Czas rwania doświadczenia – 14 dni. Każdą roślinę mierzono suwmiarką Parell 150 mm /6'' z dokładnością do 0,01 mm. Zaobserwowano nieliniową zależność pomiędzy stężeniem nano miedzi a wzrostem kabomby. Dokładniejsze wyniki będzie można przeczytać w przygotowywanej publikacji.

Canberra i Polacy

Miasto zostało założone 12 marca 1913 roku – podczas uroczystej ceremonii na Wzgórzu Kurrajong, dzisiaj znanym jako Capital Hill, wmurowano trzy kamienie węgielne pod budowę stolicy, oraz ogłoszono wybraną nazwę – Canberra.

Z Canberrą związane są takie postaci nauki jak lingwistka prof. Anna Wierzbicka, która w wydanej w 1972 roku książce „Semantic primitives” po raz pierwszy sformułowała program badań porównawczych nad językami świata, stanowiący podstawę stworzonej przez nią teorii naturalnego metajęzyka semantycznego.

Przez 17 lat pracował tu też prof. Marek Samoć, który na początku 2009 roku zdobył grant „Welcome” Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. W ramach programu prof. Samoć stworzył zespół badawczy, pracujący w projekcie „Organometallics in Nanophotonics”, który szybko zdobył uznanie w gronie międzynarodowych naukowców prowadzących tego typu badania. Od powrotu związany jest z Politechniką Wrocławską, gdzie został dyrektorem Instytutu Chemii Fizycznej i Teoretycznej.

***

Podziękowanie
Udział pracowników Zakładu Hydrobiologii i Akwakultury w International Conference on Nanoscience and Nanotechnology na Australijskim Uniwersytecie Narodowym był możliwy jedynie dzięki finansowaniu z funduszy KNOW.

dr Monika Kowalska-Góralska