Na koniec listopada tego roku planowane jest oddanie tzw. stacji końcowej, czyli laboratorium stanowiącego część nowej linii badawczej w Polskim Synchrotronie NCPS SOLARIS. O projekcie pisaliśmy w ubiegłym roku. Jego autorem jest prof. Maciej Kozak z Wydziału Fizyki, który wraz z zespołem w 2023 roku pozyskał dla UAM grant inwestycyjny Ministerstwa Edukacji i Nauki w wysokości 35 mln zł. 

Jak podkreślał w rozmowie z nami prof. Maciej Kozak, prace jak dotąd przebiegają zgodnie z harmonogramem. W tej chwili hala pomiarowa wyposażana jest w specjalną infrastrukturę, a uruchomienie laboratorium planowane jest na koniec listopada. 

– W najbliższym czasie mamy zaplanowane kolejne spotkanie z przedstawicielem firmy Xenocs. Będziemy ustalać ostateczną konfigurację urządzenia, którego długość wynosi 48 metrów i, jak mi się wydaje, będzie jednym z największych urządzeń pomiarowych UAM. Na spotkaniu, o którym wspomniałem, będziemy między innymi ustalać sposób precyzyjnego posadowienia sprzętu w hali eksperymentalnej. Niby drobna rzecz, ale różnice na poziomie mikrometrów na takiej długości mają ogromne znaczenie – wyjaśnia prof. Maciej Kozak. 

Jak zapowiada naukowiec, przez najbliższe dwa lata urządzenie będzie pracować wyłącznie z użyciem lamp rentgenowskich. Na połączenie z synchrotronem trzeba będzie poczekać dwa lata – tyle mniej więcej trwa budowa i instalacja urządzeń optyki rentgenowskiej. 

– To są lustra o bardzo wysokiej precyzji – tłumaczy prof. Kozak. – Są one zbudowane na bazie krzemu, który trzeba odpowiednio wypolerować, aby uzyskać potrzebny promień krzywizny. Proszę sobie wyobrazić, że pracujemy z wycinkiem kuli, której promień wynosi aż 11 km. To bardzo precyzyjna konstrukcja, której wytworzenie, jak szacuję, potrwa kilka miesięcy, następnie potrzebny będzie czas na montaż i testy metrologiczne. Warto pamiętać, że na dystansie między źródłem promieniowania a samą stacją wszystko musi być ustawione z precyzją do 5-10 mikrometrów. O tym, jak są to czasochłonne działania, niech zaświadczy fakt, że specjalista zajmujący się metrologią przez dwa dni, na kolanach, z pomocą znacznika laserowego, wyznaczał linie ilustrujące tor wiązki promieniowania synchrotronowego w hali eksperymentalnej synchrotronu – opowiada badacz. 

– Instalacja lamp rentgenowskich w stacji pomiarowych ma swój cel – tłumaczy prof. Kozak. – Oczywiście najintensywniejsze promieniowanie uzyskujemy z synchrotronu, jednak ten nie działa przez cały rok. Planowo wyznaczane są okresy przestoju przeznaczone na przegląd infrastruktury oraz drobne naprawy. Własne źródło promieniowania w tych okresach pozwala na kontynuacje tych badań, które nie wymagają promieniowania synchrotronowego. 

Jak wspomina prof. Kozak, mimo że linia badawcza oficjalnie jeszcze nie została otwarta, zgłaszają się już pierwsi naukowcy zainteresowani współpracą i pomiarami. 

– Pierwsza seria eksperymentów, którą planujemy pod koniec tego roku, dotyczyć będzie pomiaru układów biologicznych w roztworach. Są one czasochłonne i dość trudne, dlatego chcielibyśmy je zrealizować w pierwszej kolejności. Zresztą, jak się spodziewam, pomiary tego typu stanowić będą 50-60% wszystkich projektów realizowanych na naszej linii pomiarowej – zapowiada.

Profesor Kozak planuje też badania zachowania się białek w roztworach w wysokich ciśnieniach. Rozstrzygnięty został już przetarg na dostawę odpowiedniej komory ciśnieniowej, jej montaż przewidziany jest na luty przyszłego roku. Jak podkreśla naukowiec, w europejskich synchrotronach dostęp do badań ciśnieniowych w roztworach jest raczej ograniczony. Niewiele ośrodków stwarza takie możliwości. Komora ciśnieniowa w nowej linii pomiarowej umożliwi uzyskanie ciśnienia o wartości nawet 600 MPa. Dla porównania – na dnie Rowu Mariańskiego wynosi ono „tylko” 110 MPa. Pierwsze pomiary ciśnieniowe zespołu prof. Kozaka zostały przeprowadzone w synchrotronie Uniwersytetu Cornella w USA. Naukowcy z Poznania oraz NCPS SOLARIS pojechali tam, aby przetestować techniki pomiarowe w wysokich ciśnieniach, i wrócili z wieloma pomysłami. Liczą na dłuższą współpracę z naukowcami z USA, planując nie tylko badania podstawowe, ale również stosowane. 

– Wysokie ciśnienia służą między innymi do zmniejszania immunogenności, czyli zdolności do wywoływania odpowiedzi układu immunologicznego na pojawienie się alergenu. Co więcej, bardzo ciekawym obszarem badań z wykorzystaniem ciśnienia stało się strukturyzowanie żywności pochodzenia roślinnego tak, aby naśladowała tę pochodzenia zwierzęcego – mówi badacz.

Niezwykle ważna jest tematyka związana ze stabilizowaniem pod ciśnieniem kompleksów nośników leków albo materiału genetycznego. Grupa prof. Kozaka miała już możliwość przeprowadzenia pierwszych testów we wspomnianym wcześniej synchrotronie w USA. Jak mówi naukowiec, udało im się zaobserwować, w jaki sposób ciśnienie zmienia strukturę pewnych standardowych układów lipidowych, które stosowane są do formowania nośników leków. 

W związku z faktem, że częściowe otwarcie linii pomiarowej SAXS planowane jest na koniec tego roku, pewne zainteresowania budzić mogą kwestie techniczne. W myśl umowy zawartej z władzami Uniwersytetu Jagiellońskiego, który jest właścicielem Synchrotronu SOLARIS, zapewnią one jeden etat techniczny dla osoby zajmującej się obsługą urządzeń. Ze strony UAM taką opiekę sprawować będzie zespół prof. Macieja Kozaka. 

zob. też Prof. M. Kozak. UAM buduje swoją linię pomiarową

– Mam nieocenione wsparcie w grupie, która jest bezpośrednio zaangażowana w realizację projektu, to jest w prof. UAM Ewie Banachowicz, dr Darii Wojciechowskiej i dr. Michale Taube z Zakładu Fizyki Biomedycznej oraz pracownikach NCPS SOLARIS. Zespół w tej chwili intensywnie uczestniczy w spotkaniach roboczych, analizuje detale rysunków technicznych – z pełną świadomością, że minimalne niedopatrzenie teraz może mieć poważne konsekwencje w przyszłości. Do pracy włączyli się również inni członkowie mojego zakładu. Wszyscy oni potwierdzają swoją gotowość, zatem można powiedzieć, że poznańska sztafeta jest już gotowa do sprawowania opieki nad nową linią pomiarową. Ponadto w te prace planuję zaangażować doktorantów, którzy zyskają dzięki temu unikatowe kompetencje i niepowtarzalne doświadczenie otwierające im wiele ścieżek przyszłej kariery naukowej.