Wynalazcy z Łodzi. "Rzeczy niemożliwe robimy od ręki"

Spotykamy się z samego rana w Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym im. Wojskowej Akademii Medycznej. Za oknem deszcz. Przed profesorem konsultacje w szpitalu dziecięcym przy ul. Spornej i kilka operacji, w tym nowotworu podniebienia.

Na początek krótki wykład z chirurgii szczękowej. Przez wiele lat lekarze szukali możliwości operacyjnego leczenia złamań wyrostków kłykciowych znajdujących się w górnej części żuchwy. Zaprojektowano wiele typów tytanowych płytek, których używano do łączenia złamanych kości. Próbowano konstrukcji o różnym kształcie. Jednak ich wytrzymałość była ograniczona. Okazywały się za słabe i odginały się, a nawet łamały, kiedy po operacji szczęka pacjenta zaczynała pracować. W konsekwencji zmieniał się jego zgryz. Zjedzenie jabłka mogło okazać się wyzwaniem nie do pokonania.

A gdyby tak połączyć cechy najlepszych płytek i stworzyć taką, która nie będzie się odkształcać? Prof. Marcin Kozakiewicz znalazł rozwiązanie. Zaprojektował płytkę w kształcie litery A. Z dr. Jackiem Świniarskim z Politechniki Łódzkiej przeprowadził symulację. Płytka profesora wypadła w testach bardzo dobrze. Była dalej od granicy plastyczności niż jej poprzedniczki. Zaprzyjaźniony przedsiębiorca wyciął ją z tytanu, a inna polska firma oczyściła i przygotowała do zastosowania. W 2014 r. uczony z Akademii Medycznej w Łodzi opatentował swój wynalazek.

W czym tkwi sukces płytki w kształcie litery A? Każda jej część przebiega wzdłuż linii naprężeń kości, a więc w pełni z nią współpracuje. Prof. Kozakiewicz przy jej użyciu operuje dziś wszystkie rodzaje złamań, w tym wysokie, które wcześniej były dla chirurgów szczękowych wyjątkowo twardym orzechem do zgryzienia. Wyniki pracy opublikował w Niemczech. Jego tekst został przyjęty bez korekty, a to w świecie nauki rzadkość. ? Poszło bezboleśnie i szybko. Wpadłem na dobry pomysł. Łódź jest dobrze wyposażona w precyzyjny sprzęt, więc bez problemu udało się go zrealizować. Nie dostanę za to Nagrody Nobla, ale udaje się pomóc wielu pacjentom ? mówi profesor.

Dzwoni telefon, więc przerywamy rozmowę. Profesor musi podjąć decyzję o przebiegu właśnie zaczętej operacji. Kiedy wszystko jest już pod kontrolą, kontynuujemy rozmowę. Marzenia? Może po prostu odpocząć? ? Moje życie jest mocno przechylone w stronę medycyny. Chciałbym co roku poznać nową metodę leczenia, żeby się rozwijać i być przydatnym uczelni, pacjentom. To pacjenci są moją wartością ? odpowiada profesor.

Hobby? Czy w ogóle jest na nie czas? Profesor otwiera teczkę. Zawsze ma ze sobą aparat i lampę bezcieniową. Na co dzień dokumentuje efekty operacji. Ale kiedy ma urlop, fotografuje rzeczywistość odmienną od sali operacyjnej.

Najszybszy helikopter świata wznosi się w powietrze. Pobija rekord prędkości w locie poziomym, lekko wznoszącym i lekko opadającym. Scenariusz kolejnego filmu o przygodach Jamesa Bonda? Podczas gdy Q podrzuca agentowi 007 kolejne gadżety, zespół prof. Krzysztofa Jóźwika z Instytutu Maszyn Przepływowych Politechniki Łódzkiej współpracuje z Airbusem.

W grafiku prof. Jóźwika muszę zmieścić się gdzieś pomiędzy wyliczeniami do kolejnych projektów. Status zaufanego dostawcy usług naukowych dla światowego koncernu zobowiązuje. To zespół Krzysztofa Jóźwika stoi za sukcesem hybrydowego helikoptera x3. Konstruktorzy z Politechniki Łódzkiej dali mu napęd. Przy dużych prędkościach dotychczas osiąganych przez helikoptery pojawiają się zaburzenia, które utrudniają dostęp świeżego powietrza do turbin i w konsekwencji utratę mocy. Profesor musiał więc znaleźć rozwiązanie i zapewnić maszynie pełne zasilanie w każdych warunkach lotu. Udało się. Zespół obliczył również obciążenie dla szyb i kabiny, dzięki czemu Airbus dobrał odpowiednie materiały potrzebne do budowy helikoptera.

Profesor opowiada o tysiącach rzeczy do zgrania. Należy je złożyć w całość, jaką jest nowy produkt. Konstrukcja kabiny zależy od tego, ile miejsca potrzeba na napęd, a budowa napędu z kolei od wielu innych skomplikowanych czynników. Wyjątkowo trudne puzzle.

Czy na którymś etapie pracy choć przez chwilę wydawało się, że jakiegoś elementu po prostu zabraknie? - Rzeczy niemożliwe robimy od ręki. Na cuda trzeba zaczekać do jutra. Największym problemem jest zawsze presja czasu. Każda współpraca z przemysłem to wyścig - mówi profesor. - Ale proszę mi wierzyć, że kiedy widzi się zrobiony przez siebie helikopter w locie, radość jest ogromna.

Wierzę. Energia mojego rozmówcy udziela się natychmiast. A wynalazca kontynuuje: - Czasem siedzimy i rozmawiamy, jak rozwiązać jakiś problem. A czasem ktoś idzie na spacer czy do kina i wtedy przychodzi pomysł. Zdarza się, że to żmudna praca i dochodzimy do konkretnej idei krok po kroku. Nie ma recepty czy schematu.

Schematów nie lubi szczególnie, bo zabijają myślenie konstrukcyjne. Dlatego ubolewa nad tym, że edukacja szkolna ogranicza kreatywność dzieci. Profesora martwią również błędy ortograficzne w pracach jego studentów.

Jest pasjonatem dobrej książki. Sam pisze powieść. Zdradził mi jedynie, że o kobiecie.

Przed spotkaniem z prof. Piotrem Kulą, prorektorem ds. innowacji Politechniki Łódzkiej, próbuję odświeżyć podstawową wiedzę z lekcji chemii i fizyki. Ale kiedy chodziłam do szkoły, dopiero poznawano kolejne tajemnice węgla. A dziś świat oszalał na punkcie jednej z jego postaci.

Grafen to materiał zbudowany z atomów węgla. Pozbawiony jest trzeciego wymiaru, a więc ma jedynie długość i szerokość. Jest mocniejszy niż stal. To doskonały przewodnik. Jego odkrywcy, Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow, w 2010 r. zostali nagrodzeni Noblem. Grafenem fascynują się naukowcy i zwykli śmiertelnicy, którzy głęboko wierzą w postęp technologiczny.

Sukces zależy od tego, czy uda się opracować tani proces produkcji materiału na dużą skalę. By znalazł szerokie zastosowanie i zmienił nasze życie, potrzebne są całe kilometry grafenu.

MARCIN STĘPIEŃ

Zespół prof. Kuli wytwarza grafen metalurgiczny, czyli ten o najlepszych właściwościach. Jak planują go wykorzystać? Celem łódzkich naukowców jest budowa zbiornika na wodór. To paliwo przyszłości. Ale wodór jest łatwopalny. Problemem jest jego bezpieczne przechowywanie i tankowanie. Pierwsze wyniki wskazują, że łódzki grafen sprawdzi się w takiej konstrukcji.

Czy polscy uczeni mają szansę wejść do światowej czołówki? - W Azji powstają wielkie ośrodki, gdzie pracuje się nad grafenem. Nie wiemy nawet, co się tam właściwie dzieje. A gdzieś pomiędzy Stanami Zjednoczonymi a Chinami są takie zespoły jak nasz. Świat nam ucieka, a to my powinniśmy uciekać światu. Nie kopiować. Być ambitnym i skutecznym, ale przede wszystkim ciężko pracować - mówi prof. Kula.

Łódzki wynalazca doskonale wie, co mówi. 15 lat temu opatentował nową technologię uszlachetniania maszyn i przekładni samochodowych. Projektem zainteresowali się przemysłowcy z 26 krajów. Do dziś Piotr Kula jest dzięki niemu rozpoznawalny.

Ale nie chce być profesorem jednego tematu. Równolegle pracuje nad instalacją, której zadaniem jest ograniczenie emisji rtęci do atmosfery. Ten szkodliwy pierwiastek jest uwalniany podczas spalania węgla. Pomysł narodził się podczas konferencji naukowej w Hongkongu. W hotelu powstał szkic. Rezultaty pierwszych testów, które odbyły się w bełchatowskiej elektrowni, przeszły najśmielsze oczekiwania. System, którego działanie możemy porównać do filtru, pochłonął ponad 90 proc. rtęci.

Jak profesor wypoczywa? Zdradza mi, że właśnie wybiera się na narty, ale nie wie, czy uda mu się znaleźć śnieg. A ja sobie myślę, że dla naukowców z Politechniki Łódzkiej nie byłoby dużym problemem wytworzyć idealny do szusowania po stokach biały puch.

Fani filmu "Powrót do przyszłości" czekają na buty, które same się wiążą, i latającą deskorolkę. Tymczasem prof. Izabella Krucińska z Politechniki Łódzkiej projektuje kurtkę, która przy niskich temperaturach będzie puchła i dawała nam ciepło, a przy wyższych ? wracała do normalnego rozmiaru. Materiał z pamięcią kształtu jest już w laboratorium. Pozostaje kwestia dopracowania siłowników.

Specjalnością prof. Krucińskiej są inteligentne tkaniny. To materiały, które zmieniają swoje właściwości pod wpływem czynników zewnętrznych i tak jak kurtka przyszłości reagują na temperaturę poprzez zmianę kształtu. Aby inteligentna koszulka współpracowała z noszącą ją osobą, konieczne jest zastosowanie odpowiedniej techniki druku. Służą do tego specjalne atramenty, które opracowuje prof. Krucińska. Ostatnio za bazę posłużył grafen, który jest bardzo dobrym przewodnikiem prądu. Przez koszulkę w trakcie druku płynie prąd, który zmienia jej opór elektryczny. Następuje jej programowanie. Dzięki temu wyczuje ona np. toksyczne gazy. Kiedy włoży ją człowiek pracujący w niebezpiecznym środowisku, pod ich wpływem uruchomi się alarm. Ratownik będzie wiedział, w którym momencie opuścić skażony obszar.

Możliwości jest jeszcze więcej. Dzięki inteligentnym ubraniom oddech strażaka narażonego na skrajnie wysokie temperatury może być monitorowany. Izabella Krucińska chciałaby pracę osób, które ratują nasze życie, uczynić bezpieczniejszą.

- Mam dwa życia. Tutaj, od rana do wieczora. Pracuję non stop. Kiedy wrócę do domu, też pracuję - mówi pani profesor. - A czas oddechu to weekend. Wtedy myślę innymi kategoriami. Oczyszczam umysł i łapię nową energię. Jadę do moich koni.

Koni ma pięć. Do tego 10 kotów. Dzięki temu świat pani profesor jest kompletny, dlatego ma jedno marzenie: żeby było tak, jak jest.

O ile grafen robi zawrotną karierę medialną, o tyle o dendrymerach słychać niewiele. Dendrymer to związek o kulistym kształcie. Zawiera w sobie cząsteczkę, do której przyłączają się inne. Rośnie warstwa po warstwie i robi się coraz bardziej okrągły. W trakcie procesu pozostają wolne przestrzenie. Wszystko dzieje się w skali nano, a więc dendrymery są bardzo małe. Ale mają wielkie możliwości. Naukowcy umieszczają w nich leki i inne związki aktywne. Również same w sobie mogą być lekami. Kiedy noszą cukrowy płaszczyk, sprawdzają się w leczeniu białaczki. Prowadzą wówczas do samobójczej śmierci komórek, które są przyczyną choroby. Trwają badania nad zastosowaniem dendrymerów w leczeniu alzheimera i choroby Parkinsona. To, co dzieje się w probówkach, napawa naukowców optymizmem.

Wszystko to wyjaśnia mi prof. Maria Bryszewska z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego.

Ale skąd wziąć dendrymery? Pytanie wcale nie jest banalne. Zespół prof. Bryszewskiej pracuje na związkach, które przyjeżdżają do Łodzi z Hiszpanii, Francji i Niemiec. Badania nad dendrymerami na Uniwersytecie Łódzkim trwają od kilkunastu lat. I dają efekty. Prof. Bryszewska opowiada o zgłoszeniach patentowych, współpracy z zagranicą i rozpoznawalności łódzkich uczonych w świecie. ? Każdy ciekawy wynik, który można patentować i publikować, daje sporo frajdy ? zapewnia Maria Bryszewska.

W nowoczesnej biologii potrzebny jest sprzęt najwyższej technologii, ale nie tylko. Największym wyzwaniem jest budowa zespołu. Pomysłów jest zawsze wiele, ale czasem brakuje rąk do pracy. Jednak dla prof. Bryszewskiej nie ma przeszkód nie do pokonania. Już kiedy stara się o projekt, udowadnia, że uda jej się go zrealizować. W kalendarzach członków jej zespołu sobota bez pracy nie istnieje. Rozglądam się po gabinecie. Sporo kocich elementów. Sympatyczne zdjęcia. Drewniane figurki. Maria Bryszewska kocha zwierzęta, a zwłaszcza koty. Okazuje się, że w jej katedrze jest sporo "zakoconych" naukowców.

Na co dzień pani profesor pracuje w ciszy. Kiedy opuszcza laboratorium, przenosi się w świat dźwięków. Prof. Bryszewska kocha operę i od wielu lat czas wolny spędza w Teatrze Wielkim. Jest stałym gościem na widowni.

Pani profesor jest kolejnym łódzkim naukowcem, który nie stoi w kolejce po Nobla. - Mam inne marzenie. Kiedy będę odchodzić na emeryturę, chciałabym zostawić zespół w dobrym stanie. Dziś już wiem, że nie zostanie po mnie spalona ziemia.