Materiał powstał we współpracy z Politechniką Warszawską

Postęp technologiczny widoczny jest niemal w każdej dziedzinie życia, w ostatnich latach ogromne zmiany można dostrzec m.in. w medycynie. Nowe technologie na rynku medycznym umożliwiają skuteczną diagnostykę i leczenie, wpływają na poprawę warunków opieki nad chorymi, pozwalają zmniejszyć ból. Dzięki badaczom możemy korzystać z innowacyjnych terapii, sprzętu umożliwiającego leczenie czy rehabilitację i leków. Naukowcy z Politechniki Warszawskiej wraz z naukowcami z Uniwersytetu w Hiszpanii i we Włoszech pracują obecnie nad rozwiązaniami, które pomogą radiologom w codziennej pracy. Opracowują oni systemy komputerowe pomagające w diagnostyce medycznej. Dziś lekarze dokonują analiz wyników badań np. tomografii komputerowej ręcznie, co jest procesem długotrwałym.

– Według statystyk obecnie radiolog spędza blisko dwie godziny na analizie i opisie wyników badań PET/MRI pojedynczego pacjenta – mówi dr inż. Tomasz Leś z Wydziału Elektrycznego PW. Naukowcy chcą ten proces usprawnić. W tym celu w zgromadzonej bazie danych obrazowych z ośrodków medycznych, programy do przetwarzania obrazów uczą się rozpoznawania zmian chorobowych. – Im więcej obrazów, w tym tych nietypowych, dostarczą nam lekarze, tym lepsze narzędzie, wspomagające ich pracę, jesteśmy w stanie opracować – mówi dr Leś. Jak podkreślają naukowcy, ich narzędzie i aplikacja umożliwią automatyczną analizę wyników, którą będzie można przeprowadzić w zaledwie kilka minut. Dodatkowo będzie można prowadzić szerszą diagnostykę, nie skupiając się tylko na jednym organie lub chorobie.

Ścieki oczyszczone dezynfekowane poprzez dozowanie kwasu nadoctowego

Ścieki oczyszczone dezynfekowane poprzez dozowanie kwasu nadoctowego

Testują materiały, potem stworzą protezę

Kilka zespołów naukowców z warszawskiej uczelni szuka także alternatywy dla materiałów obecnie wykorzystywanych do produkcji protez. Jak podkreślają, to one odgrywają najważniejszą rolę, sprawiając, że proteza może właściwie spełniać swoją rolę – być wygodna i funkcjonalna. – Materiały, z których są robione protezy, powinny mieć różną charakterystykę mechaniczną, ale też spełniać różne funkcje, np. dobrze przenosić wysokie obciążenia czy drgania, albo chronić elektronikę – mówi prof. Joanna Ryszkowska z Wydziału Inżynierii Materiałowej PW.

Badacze skupili się na protezach kosmetycznych. To złożone konstrukcje, więc potrzeba sporo pracy, żeby odpowiednio dobrać materiały do wytwarzania każdego ich elementu. Naukowcy sprawdzają więc całą gamę polimerów: od pianek poliuretanowych wykorzystywanych np. do ochrony astronautów przez termoplastyczne poliuretany, po poliamidy. Specjaliści z Wydziału Chemicznego PW modyfikują te materiały, żeby uzyskać pożądane cechy, ale szukają też czegoś zupełnie nowego. – Opracowujemy nowe nanonapełniacze i kompozyty polimerowe, chcemy, by można je było również przetwarzać technikami druku 3D – mówi prof. Ryszkowska. Naukowcy z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa PW zweryfikują ich przydatność do formowania elementów protez drukiem 3D. Jak zaznaczają badacze, materiałów, które chcą sprawdzić w ramach tego projektu, jest bardzo dużo. Finałem ich prac ma być stworzenie pierwszej protezy zawierającej opracowywane materiały.

Automatycznie zrekonstruowana nerka 3D wraz z podejrzaną zmianą

Automatycznie zrekonstruowana nerka 3D wraz z podejrzaną zmianą

Chcą dezynfekować ścieki

Naukowcy na całym świecie pracują od lat nad rozwiązaniami, które pozwolą jeszcze skuteczniej dbać o środowisko. Jak podkreślają, szczególnie istotne w obliczu coraz częstszych ekstremalnych zjawisk pogodowych, są dziś badania ukierunkowane na racjonalne gospodarowanie zasobami słodkiej wody. Naukowcy z Politechniki Warszawskiej pracują nad możliwością bezpiecznej dezynfekcji ścieków oczyszczonych. Jak wyjaśnia dr Katarzyna Affek z Wydziału Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska PW, motywacją do podjęcia badań nad dezynfekowanymi ściekami oczyszczonymi była chęć pozyskania alternatywnego źródła wody dla rolnictwa.

– I choć jest to ciekawe rozwiązanie, nie jest idealne, bo przy okazji inaktywacji chorobotwórczych drobnoustrojów, dezynfekcja może spowodować powstanie szkodliwych produktów ubocznych – niejednokrotnie bardziej ekotoksycznych niż same ścieki oczyszczone – mówi dr Affek. Naukowcy z Politechniki Warszawskiej dezynfekują ścieki oczyszczone za pomocą ozonowania, a także kwasu nadoctowego i nadmrówkowego. – W testach konwencjonalnych ścieki oczyszczone poddane ozonowaniu wykazały największą szkodliwość w stosunku do bioindykatorów – mówi dr Katarzyna Affek. Kolejnym krokiem są bardziej czułe badania molekularne, których celem jest m.in. wykrycie zachodzących zmian w DNA bioindykatorów narażonych na dezynfekowane ścieki.

Proces automatycznej detekcji zmian na skórze (czerniak)

Proces automatycznej detekcji zmian na skórze (czerniak)

Hybryda do wytwarzania wodoru

Produkcja czystego wodoru niskim kosztem – to cel badaczek z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej. Wykorzystały one disiarczek molibdenu produkowany w reaktorach zderzeniowych oraz nanomateriały węglowe i opracowały technologię, która umożliwi powszechną i mniej kosztowną produkcję wodoru. Przypomnijmy, że wodór w XXI wieku ma być kluczowym paliwem. W 2050 r. zielony wodór, czyli pochodzący ze źródeł odnawialnych, ma odpowiadać za 24 proc. zapotrzebowania UE na energię. – Opracowujemy nowe materiały po to, żeby w przyszłości korzystać z czystej energii. Ogniwa paliwowe wykorzystujące pozyskany w ten sposób wodór mogłyby stanowić źródło zasilania samochodów czy domów – mówi mgr inż. Zuzanna Bojarska. Jak tłumaczy dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka, w wyniku procesu elektrolizy wody wytwarzane są wodór i tlen, a jako katalizatora powszechnie używa się platyny, która jest bardzo droga i coraz mniej dostępna. Naukowczynie zastąpiły ją disiarczkiem molibdenu w połączeniu z nanomateriałami węglowymi.

– Wydzielanie wodoru i stosowanych do tego katalizatorów na bazie disiarczku molibdenu jest znaną metodą. Istnieje wiele technik otrzymywania takich katalizatorów, ale nie można ich zastosować w większej skali, gdyż są zbyt kosztowne. Dlatego docelowo nasze materiały będą produkowane w reaktorach zderzeniowych, co jest nowością – tłumaczy mgr Bojarska. Badaczki współpracują z naukowcami z Tatung University w Tajpej, by jeszcze obniżyć koszty produkcji wodoru. – Chcemy zwiększyć aktywność naszej hybrydy dzięki zastosowaniu promieniowania słonecznego. Do naszych materiałów dodajemy nanocząstki półprzewodnikowe o właściwościach fotokatalitycznych. Zastosowanie ich pozwoli na obniżenie kosztów technologicznych ze względu na użycie energii słonecznej – mówi dr Mazurkiewicz-Pawlicka.

Wszystkie wymienione projekty badawcze prowadzone na Politechnice Warszawskiej są realizowane w ramach programu Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza.

Materiał powstał we współpracy z Politechniką Warszawską