Czym zajmuje się Pana zespół badawczy?
Zespół, którym kieruję, zajmuje się tzw. nauką i technologią fal terahercowych. Ta dość skomplikowanie brzmiąca nazwa oznacza po prostu fale o dużej częstotliwości, około tysiąc razy większej od tych fal, które są używane w telefonii komórkowej. W życiu codziennym są trudne do zaobserwowania, niewidzialne dla oka, ale mają lub mogą mieć szerokie zastosowania.
Czy w CENTERZE pracują z Wami również zagraniczni naukowcy?
Jesteśmy jedną z Międzynarodowych Agend Badawczych (tzw. MAB), otwartą na ludzi z całego świata, gdzie mniej więcej połowa pracujących osób pochodzi z bardzo renomowanych zagranicznych ośrodków naukowych. Jest to istotne, bo to pierwszy projekt, który stwarza w Polsce warunki ekonomiczne ku temu, żeby w naszym kraju zechcieli pracować ludzie z uznanych zagranicznych ośrodków badawczych.
Co najmniej do końca tego roku będzie działać 14 takich ośrodków badawczych w Polsce, które powstały w ramach międzynarodowego projektu agend badawczych, zainicjowanego przez Fundację na Rzecz Nauki Polskiej (FNP). Agendy te finansowane są z pieniędzy europejskich oraz ze środków FNP.
W ramach składanych poważnych projektów naukowych powoływane są zespoły badawcze liczące od 3-6 osób – naukowców, doktorantów, inżynierów, techników itd. Zespoły te ściśle współpracują ze sobą. W projekcie CENTERY współpracuje ze sobą pięć zespołów liczących w sumie na stale 30 osób (ze współpracownikami liczba ta sięgała nawet 60 osób), których wiąże ze sobą główna linia badań wokół fal terahercowych. Jeden z zespołów, pracujący nad zastosowaniem tych fal w medycynie i biomedycynie, musiał zostać niestety zlikwidowany (ze względu na brak możliwości zwerbowania lidera o odpowiednich kompetencjach). Zamiast tego powstał inny, zajmujący się badaniami tzw. materiałów dwuwymiarowych. Ostatecznie: cztery zespoły mają charakter badawczy, badając zarówno możliwości aktywnego, jak i tzw. pasywnego zastosowania fal terahercowych, zaś jeden jest odpowiedzialny za transfer opracowywanych technologii do przemysłu (za tzw. systemy i demonstratory). Tu chodziło i nadal chodzi o to, żeby rezultaty badań pierwszych czterech zespołów mogły zostać przekazane do praktycznego użytku.
Jakie praktyczne zastosowanie mają lub mogą mieć innowacyjne technologie związane z falami terahercowymi?
My technologii fal terahercowych nie wymyśliliśmy, lecz rozwijamy ją w kierunku innowacyjnych rozwiązań. Wcześniej była ona bardzo droga, ograniczona głównie do laboratoriów, znajdując zastosowanie np. przy obserwacjach astronomicznych. Obecnie poczyniliśmy znaczne postępy przy wypracowywaniu tanich rozwiązań z zastosowaniem technologii terahercowej.
O jakie rozwiązania technologiczne chodzi?
Pierwszy to obszar bezpieczeństwa, nad którym zaczęliśmy pracować już wówczas, gdy pojawił się kryzys związany z wąglikiem. Fale terahercowe są w stanie skutecznie prześwietlać przesyłki listowe, identyfikując w nich podejrzane proszki – tam, gdzie nie może tego zrobić promieniowanie rentgenowskie. Opracowaliśmy w tym zakresie technologie skanera pocztowego. Sprawdza on w szybkim tempie zawartość kopert pod kątem zawartości innej niż zadeklarowana.
Obecnie silnie rozwijany jest obszar zastosowań fal THz w telekomunikacji w celu umożliwiania przesyłania bardzo dużej ilości danych w krótkim czasie. Przejście w komunikacji bezprzewodowej z gigaherców do teraherców może zwiększyć przesył danych od stu do tysiąca razy! W tym przypadku mamy do czynienia już z technologią nazywaną 6G, a nawet 7G.
Czy to już wszystkie możliwe zastosowania fal terahercowych?
Fale terahercowe przenikają plastik, drewno i wiele innych materiałów, więc znajdują także zastosowanie w tzw. bezkontaktowej kontroli jakości. Pozwalają np. wykryć defekty w częściach samochodowych i samolotowych. Przy tym mają i inną dużą zaletę, zwłaszcza w porównaniu do użycia promieniowania X – są nieszkodliwe dla zdrowia.
W jakich gałęziach gospodarki mogą znaleźć zastosowanie urządzenia stworzone w oparciu o technologię terahercową? Oprócz wspomnianego przemysłu samochodowego i lotniczego, czy mogą być to także np. budownictwo albo rolnictwo?
Bardziej nawet w rolnictwie niż budownictwie. Fale terahercowe mogą być używane do kontroli stopnia nawadniania roślin w procesie sprawdzania specjalnymi czujnikami stopnia wilgotności liści. Podobnie można sprawdzać stopień wilgotności elementów z tworzyw sztucznych używanych w budownictwie.
Widać inne jeszcze możliwe zastosowanie urządzeń pracujących „na terahercach”, czyli przy kontroli jakości produktów firm startujących w przetargach publicznych?
Niewykluczone. Z pewnością można przytoczyć jeszcze jeden przykład. Dobrze prosperują na rynku na przykład firmy zajmujące się kontrolą jakości wyposażenia żołnierzy, m.in. kamizelek kuloodpornych, hełmów z tworzyw sztucznych itp. Fale terahercowe mogą znaleźć zastosowanie także w innym obszarze technologii wojskowych, telekomunikacyjnych oraz w urządzeniach namierzających.
Czy istnieją już takie urządzenia, które mają lub mogą mieć praktyczne, potencjalne zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu?
Urządzenia tego rodzaju pracują w ten sposób, że badany materiał wkłada się pomiędzy źródło promieniowania a detektor i obserwuje, jak zachowują się fale. Jedno z urządzeń, które udało nam się zmienić, miniaturyzując je także w stosunku do niewygodnego i drogiego oryginału, to jest właśnie wspomniany pocztowy skaner. Nowy, opracowany przez nas skaner będzie kosztował sto razy mniej od starego i będzie dziesięć razy mniejszy od poprzednika zbudowanego o importowane ze Stanów Zjednoczonych źródła. Jesteśmy na etapie jego dopracowywania, na co potrzeba jeszcze ok. dwóch lat pracy, po czym chcemy go zaoferować na rynku. Natomiast wprowadzamy już na rynek unikatowe elementy urządzeń na podstawie podpisanych kontraktów z firmami.
Oprócz skanera pocztowego mamy jeszcze inne urządzenia – w formie autokalibrujących się „demonstratorów” (prototypów). Służą one do bardzo dokładnego pomiaru grubości farby pokrywającej metal i chętnie demonstrujemy je przedstawicielom firm. Inny jeszcze aparat pozwala określać właściwości materiałów plastikowych oraz tych używanych nie tylko w budownictwie, ale i w telekomunikacji. Mamy również urządzenie na wysokim poziomie tzw. gotowości do badania zanieczyszczeń paliw ciekłych!
Przebywał Pan często za granicą, zna Pan też różne modele finansowania badań naukowych. Co można by było poprawić w obecnym systemie finansowania w Polsce?
Nie mam tu pełnej wiedzy. Jedno, co na pewno zauważyłem, to że w modelu międzynarodowych agend badawczych jest szansa, by wspierać bardzo mocno kilka wybranych badań – na podstawie najwyżej ocenionych przez międzynarodowych ekspertów projektów. Natomiast warto może rozważyć większą koncentrację finansowania, by pieniądze na naukę i innowacje nie były rozpraszane na bardzo wiele osób i zbyt wiele projektów niedostatecznie finansowanych, bo to prowadzi do spadku efektywności finansowania badań. Generalnie jednak MAB-y to postęp i ogromna szansa na ważne postępy w badaniach.
