Koordynatorem całego projektu i działań naukowych ze strony partnera czeskiego jest dr inż. Hynek Beneš. Pracami polskiego zespołu, zaplanowanymi na lata 2025-2027, pokieruje dr hab. inż. Szczepan Bednarz, prof. PK z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej.

Naukowiec z PK opowiada o celach projektu i kulisach pozyskiwania środków na badania w takich konkursach jak Weave-UNISONO Narodowego Centrum Nauki. To międzynarodowe przedsięwzięcie jest efektem wielostronnej współpracy między instytucjami finansującymi badania naukowe, skupionymi w stowarzyszeniu Science Europe.

W polsko-czeskiej współpracy podejmujecie wyzwanie, z którym nie radzi sobie cały świat – powszechności plastiku i jego negatywnego wpływu na środowisko naturalne i zdrowie ludzi. Plastik zalega na wysypiskach śmieci, zanieczyszcza lasy i rzeki, w oceanach tworzy wręcz wyspy odpadów, wnika do  organizmów żywych – ludzi, zwierząt – w postaci toksycznych mikrocząstek…

– Dr hab. inż. Szczepan Bednarz, prof. PK: – Czy zdajemy sobie z tego sprawę czy nie, prawie wszystko co widzimy i używamy na co dzień jest w całości lub częściowo plastikiem: opakowania, materiały izolacyjne, kleje, powłoki, materiały konstrukcyjne i wiele innych. Ogromny wzrost ilości odpadów z tworzyw sztucznych, wynikający z trudności w radzeniu sobie z ich przetwarzaniem, rodzi pilną potrzebę opracowania nowej generacji polimerów. Takich, które połączą znane nam najlepsze cechy tworzyw sztucznych. Większość obecnie stosowanych tworzyw dzieli się na dwie główne grupy: termoplastyczne i termo/chemoutwardzalne. Termoplasty, choć łatwe w recyklingu, mają ograniczoną odporność na wysokie temperatury i agresywne środowiska chemiczne. Z kolei termo/chemoutwardzalne, jak epoksydy czy różne elastomery, są wyjątkowo trwałe i odporne, ale ich usieciowana struktura uniemożliwia ich ponowne przetworzenie po użyciu, w stanie stopionym. Właśnie w tej przestrzeni pojawia się obiecujące rozwiązanie czyli witrimery – nowa klasa materiałów polimerowych, które łączą najlepsze cechy obu tych grup. Mogą być poddawane recyklingowi jako termoplasty, a przy tym zachowają korzystne właściwości usieciowanych termoutwardzalnych tworzyw sztucznych, czyli wysoką odporność chemiczną i temperaturową, stabilność wymiarową itp.

­­Witrimery mogłyby być przyjaźniejszą dla środowiska i ludzi alternatywą dla tworzyw sztucznych?

– Witrimery to polimery, które są kowalencyjnie usieciowane, ale w odróżnieniu od tradycyjnych termoutwardzalnych tworzyw, ich struktura sieciowa może ulegać dynamicznym zmianom pod wpływem podwyższonej temperatury. W procesie tym wiązania chemiczne w materiale „wymieniają się” bez zmniejszenia stopnia usieciowania. W efekcie witrimery mogą być recyklingowane w stanie stopionym, zachowując, po ochłodzeniu, swoje doskonałe właściwości mechaniczne, chemiczne i termiczne. Można więc powiedzieć, że witrimery to materiały organiczne, które zachowują się podobnie jak szkło. Nasz projekt dotyczy ich otrzymywania i badania ich właściwości. Zwrot ku witrimerom to koncepcja nie nowa, sięga roku 2011 i łączy się z nazwiskiem odkrywcy, francuskiego naukowca Ludwika Leiblera. Od tamtego czasu pomysł ten chemicy stosują dla różnych monomerów, katalizatorów, polimerów i na tym polega obecnie rozwój w tej dziedzinie. W naszym projekcie będziemy próbowali pójść krok dalej – chcemy pracować nad sposobem otrzymywania witrimerów z surowców odnawialnych, tj. substancji chemicznych pochodzenia biologicznego/biotechnologicznego. Naturalny kwas itakonowy, izosorbid i terpeny zostaną przekształcone w monomery, które następnie będą wykorzystane do syntezy polimerów. Dzięki temu opracowane materiały będą nie tylko recyklingowalne, ale również bardziej przyjazne dla środowiska na etapie produkcji. Wyzwaniem naukowym jest zaprojektowanie i otrzymanie odpowiednich struktur oraz opracowanie sposobu efektywnego recyklingu tych materiałów.

Efekty waszych prac mogą mieć ogromny znaczenie gospodarcze i społeczne.

– Nowe witrimery wykazują rzeczywiście znaczny potencjał aplikacyjny. Mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach – od motoryzacji, budownictwa i opakowań po biomedycynę. Poprzez wykorzystanie biopochodnych surowców do syntezy witrimerów nadających się do recyklingu, możliwe jest stworzenie nowych i innowacyjnych materiałów, które będą zarówno przyjazne dla środowiska, jak i ekonomicznie opłacalne w produkcji. To może się przyczyniać do rozwoju gospodarki o obiegu zamkniętym, a przez to, do zapewnienia lepszej przyszłości dla nas wszystkich. Wyobraźmy sobie np. samochodowe części konstrukcyjne, które po zakończeniu cyklu życia mogą zostać w pełni przetworzone na nowe elementy, lub ekologiczne opakowania, które nie będą zaśmiecać planety przez setki lat. Dzięki zastosowaniu surowców biopochodnych i możliwości recyklingu, powstające materiały mogą ograniczyć zużycie paliw kopalnych, zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych oraz zredukować ilość odpadów trafiających na wysypiska. Liczymy, że  postęp naukowy w dziedzinie chemii kowalencyjnych sieci adaptacyjnych uzyskany w ramach naszego projektu doprowadzi do głębszego zrozumienia tych materiałów i ich właściwości.

Współpraca Politechniki Krakowskiej z czeskim Instytutem Chemii Makromolekularnej, którą zaczynacie w ramach konkursu Weave-Unisono, to nie pierwsza polsko-czeska kooperacja, w której Pan uczestniczy.

– To już drugi nasz wspólny projekt, który będziemy wspólnie realizować w ramach WEAVE-UNISONO na dwustronne lub trójstronne projekty badawcze dla zespołów z Austrii, Czech, Słowenii, Szwajcarii, Niemiec, Luksemburga, Belgii–Flandrii i Polski z czeskim GAČR jako instytucją wiodącą, m.in. odpowiedzialną za ocenę wniosków. Wcześniejszym był zakończony już, dwustronny projekt  w ramach konkursu CEUS-UNISONO przyznany w 2021 r.  Teraz zmieniamy tematykę i rozszerzamy skład zespołu o grupę badawczą dr Ondřeja Sedláčka z Uniwersytetu Karola w Pradze. Czuję, że będzie to bardzo ciekawe przedsięwzięcie.

Co decyduje o sukcesie grantowym w tego typu konkursach? To kwestia wagi tematu badawczego, pozycji naukowej uczestników projektu, taktyki aplikacyjnej, a może trochę szczęścia i chwytliwości tematu?

– Szczęście w pozyskiwaniu grantów oczywiście też jest potrzebne, ale uważam, że fakt, że udało się nam ten projekt zdobyć, to efekt wcześniejszej, wieloletniej już współpracy (oraz ogromu pracy) i chyba to w tej historii jest najważniejsze. W tym miejscu, gorąco zachęcam do poszukiwania i rozwijania współpracy międzynarodowej również w organizacjach, które nie są kojarzone z działaniami stricte naukowymi. Dobrym przykładem jest Międzynarodowy Fundusz Wyszehradzki (IVF). W 2016 roku realizowałem projekt IVF Small Grant, dzięki finansowaniu przyznanemu dopiero za drugim podejściem – z całkowitym budżetem wynoszącym 6 tys. euro i kosztami pośrednimi dla PK na poziomie 456 euro (!), bez możliwości zakupu aparatury czy materiałów do badań. Z dzisiejszej perspektywy można by uznać to za działanie nieopłacalne i pozbawione sensu. Projekt ten jednak umożliwił mi nawiązanie nowych kontaktów oraz zacieśnienie istniejącej już współpracy z naukowcami z Czech, Słowacji i Węgier.

O teraz pozyskaliście na badania blisko 1,4 mln zł...  Wartość międzynarodowych projektów trzeba więc mierzyć szerzej - nie tylko wysokością przyznanych grantów?

– Uściślijmy, że te 1,4 mln zł to budżet polski tego projektu, w zupełności zresztą wystarczający przy racjonalnym zrządzaniu przedsięwzięciem. Budżet czeskiej części badań to 215 tys. euro czyli blisko milion zł. Ale zdecydowanie, konkursów i projektów nie należy oceniać wyłącznie przez pryzmat kwot przyznawanych środków, jak niestety często ma to miejsce w obecnej ewaluacji. Owszem, finansowanie to ważne kryterium, ale nie jedyne. Dla kariery pojedynczych osób lub małych zespołów przełomem mogą być również realizacje niskobudżetowych działań lub międzynarodowych inicjatyw, powiedzmy poniżej 50 tys. zł, które być może nie są widoczne w ewaluacji i pozostają bez echa na głównych stronach uczelni. Pamiętajmy, że najtrwalsze współprace, zarówno w biznesie, jak i w nauce, buduje się małymi krokami przez lata. Wymaga to cierpliwości i wytrwałości, co niewątpliwie bywa trudne, zważywszy na ogromną presję sukcesu, jaka spoczywa obecnie na naukowcach. Networking, w tym międzynarodowy, jest bezcenną wartością projektów, której nie da się przeliczyć na pieniądze, a która od setek lat stanowi podstawę rozwoju nauki.

Co dają takie – pozornie małe – naukowe kroki?

– Relatywnie małe projekty, ukierunkowane na działania miękkie, takie jak spotkania, wyjazdy czy seminaria, stanowią doskonałe narzędzie networkingowe. Pozwalają nawiązywać pierwsze kontakty naukowe lub, co równie ważne, podtrzymywać już istniejące relacje. Tego rodzaju inicjatywy sprzyjają poznawaniu naukowych zainteresowań partnerów i budowaniu trwałych więzi. Nie jestem pewien, czy są one dostatecznie uwzględniane w obecnych systemach ewaluacji, ale absolutnie nie powinno się ich zaniedbywać z tego powodu. Bliskość kulturowa z naszymi południowymi sąsiadami zdecydowanie ułatwia rozwijanie współpracy, a geograficzne położenie Krakowa oraz jego dobre skomunikowanie z Pragą, Bratysławą i Budapesztem dodatkowo powinno uławiać takie inicjatywy. Mogę jeszcze podpowiedzieć, że nasi południowi sąsiedzi również mają swoje programy wymiany międzynarodowej (odpowiedniki polskiej NAWA), które są u nas bardzo mało znane. Przykładowo,  słowacka SAIA oferuje stypendia wyjazdowe dla studentów, doktorantów, naukowców, które, z własnego doświadczenia, mogę polecić. Wielka szkoda, że nie dysponujemy w Polsce dużymi programami finansowania współpracy polsko-słowackiej na wzór inicjatywy WEAVE NCN-u, co mocno ogranicza możliwości rozwijania takich działań. W związku z tym koszty współpracy muszą być pokrywane z innych budżetów. Ale pamiętajmy, że Słowacja i Czechy to piękne kraje, serdeczni ludzie i świetni naukowcy, a przy tym są dosłownie na wyciągnięcie ręki.

Życzę wszystkim cierpliwości i wytrwałości w pracy naukowej, a szczególnie w budowaniu współprac i pozyskiwaniu środków na badania.