„Pełen entuzjazmu młody badacz” – tak określa siebie dr Mattia Pierpaoli, inżynier z Włoch, laureat programu Ulam NAWA. Zainteresowanie strukturami nanowęglowymi i środowiskiem przywiodło go na uczelnie we Włoszech, Polsce, Rosji, Chinach i ponownie w Polsce.

Dr Mattia Pierpaoli jako naukowiec wizytujący na Politechnice Gdańskiej prowadzi badania nad nanomateriałami węglowymi do zastosowań środowiskowych. Jego pobyt naukowy finansowany jest z programu Ulam NAWA (Program im. Stanisława Ulama). W ramach programu polskie uczelnie i inne jednostki naukowe mogą zaprosić do współpracy wyróżniającego się zagranicznego naukowca. Do 15 czerwca br. trwa nabór wniosków do tegorocznej programu.

NAWA: To Pana drugi pobyt w Polsce. Studiował Pan tu i prowadził badania już wcześniej.

Mattia Pierpaoli: To prawda, nie jest to moja pierwsza wizyta w Polsce. Pierwszy raz byłem tu siedem lat temu, kiedy to przyjechałem na Politechnikę Gdańską jako student w ramach programu Erasmus. Obecnie pracuję w tym samym budynku, w tym samym środowisku, jednak widzę, jak wiele rzeczy zmieniło się od tamtego czasu.

Co konkretnie się zmieniło?

Oczywiście najbardziej zmienił się mój punkt widzenia. Wtedy byłem studentem. Teraz jestem naukowcem. Większość czasu spędzam z kolegami i koleżankami z Politechniki Gdańskiej, czyli z osobami, z którymi łączą mnie zainteresowania naukowe. Druga istotna zmiana to infrastruktura na uczelni. Widzę, jak wiele elementów zostało odnowionych. O wiele łatwiej i przyjemniej się z nich teraz korzysta. Trzecia rzecz to postawy. Nigdzie indziej nie spotkałem się z takim nastawieniem, jak tutaj. Zanim otrzymałem grant NAWA w ramach Programu im. Ulama, miałem okazję prowadzić badania naukowe w innych krajach, gdzie ludzie byli o wiele bardziej skoncentrowani na własnej pracy. Po przyjeździe zetknąłem się z czymś innym: moi koledzy i moje koleżanki z uczelni nie tylko okazują mi wsparcie i chętnie współpracują w obszarze naukowym, ale też stali się moimi przyjaciółmi. Organizujemy razem na przykład wyjazdy na kajaki itp. To jest coś, co mnie bardzo zaskoczyło.

Czemu ponownie wybrał Pan Politechnikę Gdańską? Czy nie lepiej byłoby dla Pana odbyć staż w innej instytucji?

Wybrałem Politechnikę Gdańską, ponieważ działa tu jedna z najlepszych w Polsce jednostek specjalizujących się w mojej dyscyplinie, czyli nanotechnologii w kontekście środowiska. Decydujące znaczenie mieli ludzie, specjaliści i specjalistki, z którymi mogłem pracować. Co więcej, na Politechnice dostępny jest sprzęt, który rzadko można znaleźć w instytutach naukowych. Najlepszym przykładem jest urządzenie do plazmo-chemicznego osadzania powłok z fazy gazowej z użyciem mikrofal. Uzyskuje się dzięki niemu powłoki diamentowe, ale nie tylko. Potrafi ono tworzyć też inne nanostruktury węglowe. To urządzenie jest kluczowe dla moich badań, ponieważ dzięki niemu możemy uzyskiwać i badać bardzo niewielkie nanostruktury.

Czego dotyczą Pana badania?

Przede wszystkim zajmuję się inżynierią środowiska. Drugim obszarem moich badań są nanomateriały, w szczególności nanostruktury węglowe. W Gdańsku staram się połączyć te dwa zagadnienia. Moim celem jest zbadanie nanomateriału węglowego oraz zaprojektowanie i zoptymalizowanie go do lepszych zastosowań środowiskowych. W nanoskali niezwykłe jest to, że możemy uzyskać wyjątkowe właściwości fizyczne, chemiczne i optyczne materiału, jakich nie uzyskalibyśmy żadną inną metodą. Co więcej, można dostosować powierzchnię rozdziału faz materiału do konkretnych zastosowań. Na przykład można tak zaprojektować materiał, aby usunąć określoną substancję zanieczyszczającą albo wykryć konkretną cząsteczkę.

Do czego można użyć takich materiałów?

Istnieje wiele możliwości wykorzystania nanostruktur węglowych w odpowiedzi na problemy środowiskowe. Jednym z takich obszarów są czujniki. Pracownicy mojej katedry na Politechnice Gdańskiej mają w tym duże doświadczenie. Innym obszarem jest rekultywacja. Tym właśnie ja się zajmowałem. Tak więc teraz staram się połączyć te dwa tematy. Konkretnie, prowadzę badania nad rekultywacją wody. Sprawdzam, jak można użyć nanostruktur węglowych do usunięcia z wody chemikaliów czy innych substancji zanieczyszczających albo do wykrycia narkotyków czy leków.

Moje badania znajdują się wciąż na wczesnym etapie i sam nie współpracuję z przemysłem. Natomiast nasz zespół badawczy na Politechnice Gdańskiej prowadzi już dwa projekty dotyczące usuwania substancji zanieczyszczających. W ramach tych projektów naukowcy współpracują z przemysłem.

Jakie są największe wyzwania, z którymi mierzy się Pan w swoim projekcie?

Jednym z nich jest zwiększanie skali, czyli szukanie metod produkowania nanomateriałów szybciej, taniej i bez ograniczeń co do wielkości. Drugie wyzwanie dotyczy trwałości: jak sprawić, żeby właściwości materiału nie ulegały z czasem zmianom.

Niedawno zakończył Pan pierwszy etap projektu. Czy z punktu widzenia młodego naukowca Program im. Ulama to interesująca możliwość rozwoju naukowego?

Stypendium NAWA w ramach Programu im. Ulama daje mi dużo możliwości na rozwój. Jestem stuprocentowo zadowolony – a nawet bardziej. Co najważniejsze, mogłem zaproponować własny temat badawczy, co nie jest częste w przypadku młodych naukowców. Mogę prowadzić badania i mam dostęp do wszelkich urządzeń, których potrzebuję. W mojej ocenie, Program im. Ulama daje młodym naukowcom narzędzia, dzięki którym będą mogli rozpocząć karierę.

Dziękujemy za rozmowę.

Mattia Pierpaoli zajmuje się głównie nanomateriałami do zastosowań środowiskowych. W 2015 r. odbył dwa staże na Politechnice Gdańskiej oraz Państwowym Uniwersytecie Technicznym Lipieck (Rosja). W 2016 r. był na stażu doktoranckim na Szanghajskim Uniwersytecie Jiao Tong (Chiny). W 2019 r. uzyskał stopień doktora w dziedzinie inżynierii przemysłowej ze specjalizacją materiałoznawstwo na Politechnice Marche (Włochy). Obecnie prowadzi badania nad trójwymiarowymi nanomateriałami węglowymi do zastosowań czujnikowych i rekultywacji środowiska na Wydziale Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej w ramach programu Ulam NAWA.

Obecnie trwa nabór wniosków w programie Ulam NAWA. Wnioski można składać do 15 czerwca 2021. Więcej informacji TUTAJ.