Jako użytkownicy wielu urządzeń elektronicznych wiemy, że intensywne korzystanie z nich wiąże się z wytwarzaniem ciepła. To samo dotyczy również samochodów elektrycznych. Poznamy dziś kobietę, która bierze udział w projekcie naukowym mającym doprowadzić do otrzymywania materiałów, które lepiej odprowadzają ciepło z układów w samochodach elektrycznych. To jednak nie jedyny obszar działalności dr inż. Agaty Strojny-Nędza z Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki. O szerokim spektrum zainteresowań badaczki i jej pracy rozmawia Jakub Maksymowicz.
Czym zajmuje się Pani jako naukowiec?
Głównym obszarem mojej działalności naukowej jest otrzymywanie zaawansowanych materiałów kompozytowych i gradientowych oraz stopów specjalnych typu ODS i HEA. W pracy badawczej zajmuję się również charakteryzacją mikrostruktury i właściwości mechanicznych oraz cieplnych materiałów. Szczególnie te ostatnie interesują mnie najbardziej. Dzięki laboratorium, które posiadamy w Instytucie możemy rozwijać te kierunki. Zjawiska towarzyszące materiałom w trakcie ich zagęszczania lub formowanie się warstwy przejściowej w kompozytach i powiązanie technologii z uzyskiwanymi właściwościami materiałów to tematy wciąż budzące zainteresowanie największych ośrodków badawczych. Liczę na to, że badania realizowane przez nasz zespół przyczynią się do zwiększenia wiedzy w tych dziedzinach.
Co kryje się pod nazwą specjalne stopy ODS i HEA?
To zupełnie nowy rodzaj materiału stopowego, który niedawno stał się naukowym hitem. HEA (High Entropy Alloys), czyli tzw. stop o wysokiej entropii (a entropia to miara stopnia nieuporządkowania układu i rozproszenia energii, określa kierunek przebiegu zjawisk związanych z przemianami). Natomiast ODS (Oxide Dispersion Strengthened) to materiały brane pod uwagę jako kandydaci na elementy konstrukcyjne reaktorów termojądrowych. Są nimi stopy na osnowie niklu, żelaza i aluminium wzmacniane drobnodyspersyjnymi tlenkami.
Skąd taki obszar zainteresowania?
Na początku mojej pracy w Instytucie zostałam rzucona na głęboką wodę. Aktywnie uczestniczyłam w dwóch projektach, finansowanych ze środków europejskich, poświęconych materiałom kompozytowym i gradientowym dla przemysłu lotniczego i samochodowego. Tematyka ta stała mi się bardzo bliska i ostatecznie stanowiła podstawę mojej rozprawy doktorskiej. Po uzyskaniu stopnia doktora postanowiłam rozszerzyć obszar badań m. in. o zagadnienia związane z poszukiwaniem nowych rozwiązań materiałowych dla energetyki jądrowej, której poświęca się w ostatnim czasie sporo uwagi.
Gdzie w praktyce wykorzystywać można wyniki Pani prac naukowych?
Inżynieria materiałowa to bardzo szeroka dyscyplina naukowa w dziedzinie nauk inżynieryjno-technicznych, co sprawia, że jako naukowcy możemy służyć naszą wiedzą w wielu obszarach. Jako naukowiec pracowałam już nad endoprotezami stawu kolanowego, badałam technologię fotodynamiczną w terapii leczenia nowotworów, a także zajmowałam się materiałami na tarcze hamulcowe dla przemysłu samochodowego czy elementami silników odrzutowych. Wyniki prac można wykorzystywać w wielu różnych gałęziach gospodarki. Pracowałam także nad stworzeniem cienkich warstw do pokryć ochronnych kotłów spaleniowych dla polskiej firmy energetycznej. Obszar moich działań to także wspomniana energetyka jądrowa. Projektujemy i wytwarzamy w skali laboratoryjnej materiały, które mogłyby mieć zastosowanie w reaktorach termojądrowych IV generacji.
Często mówi się teraz w Polsce o energetyce jądrowej. Co wynalezione materiały zmieniłyby w tym obszarze?
Aby zapewnić bezpieczną pracę w trakcie ich eksploatacji materiały konstrukcyjne do zastosowań w budowie reaktorów syntezy termojądrowej muszą spełniać szereg niezbędnych wymagań. Narażone są na ekstremalne warunki: bardzo wysoką temperaturę, szoki termiczne oraz oddziaływanie wysokimi dawkami promieniowania neutronowego. Poszukuje się obecnie nowych rozwiązań materiałowych do zastosowań w konstrukcjach reaktorów IV generacji (czyli przyszłościowych reaktorów jądrowych). Opracowanie technologii fuzyjnych spowoduje zwiększenie zasobów dostępnej energii do niewyobrażalnych obecnie poziomów.
Swoją wiedzę wykorzystuje Pani w ramach projektu o akronimie HeDiMat2, który zakłada opracowanie nowych rozwiązań materiałowo-technologicznych do produkcji m.in. baterii w samochodach elektrycznych i systemach ich ładowania. Jaka jest Państwa rola w tym przedsięwzięciu?
Jako Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki jesteśmy częścią konsorcjum realizującego projekt, któremu przewodniczy Sieć Badawcza Łukasiewicz – Warszawski Instytut Technologiczny (dawna nazwa Instytut Mechaniki Precyzyjnej) pod opieką pani dr inż. Anny Gajewskiej-Midziałek. Projekt dotyczy nowych rozwiązań materiałowo-technologicznych umożliwiających szybsze przyjmowanie i kumulowanie energii oraz odprowadzanie ciepła generowanego podczas pracy układów elektronicznych (w tym litowo-jonowych baterii samochodów elektrycznych).
Chodzi o stworzenie nowych rozwiązań materiałowo-technologicznych odpowiadających aktualnym potrzebom elektroniki w zakresie materiałów termoprzewodzących stosowanych przy produkcji baterii w samochodach elektrycznych oraz systemach ich ładowania. Naszą rolą w ramach projektu jest charakteryzacja mikrostruktury i właściwości cieplnych materiałów wytworzonych przez Lidera Projektu. Analizujemy, czy charakteryzują się one założonymi właściwościami m.in. cieplnymi. Prace nad technologią trwają już 2 lata, a ich efektem będzie opracowanie technologii wytwarzania warstw kompozytowych o unikalnych właściwościach. Pełna nazwa projektu to „Warstwy termoprzewodzące nowej generacji dla elektroniki oraz technologia ich wytwarzania”. Materiały uzyskane w ramach projektu mają być stosowane w elektronice dedykowanej polskiemu samochodowi elektrycznemu. Dzięki temu przedsięwzięciu otrzymamy też technologię, która sprawi, że materiały zastosowane w urządzeniach elektrycznych, z których korzystamy będą lepiej odprowadzały ciepło.
W jednym z wywiadów wspominała Pani o rzeczach, które chciałaby dokonać w przyszłości jako naukowiec. Co do nich należy i co Panią satysfakcjonuje w pracy naukowca?
Chciałabym, jak każdy naukowiec, odkryć coś nowego, nowy materiał, który znalazłby zastosowanie na szerszą skalę. Dzięki temu mogłabym stać się rozpoznawalna w świecie naukowym ze swoją działalnością i pokazać się wśród wybitnych badaczy. W pracy naukowca cenię sobie brak nudy i monotonii. Każdy projekt, każde wyzwanie, które podejmuję, jest czymś nowym i nigdy nie wiadomo do czego nas doprowadzi. Oczywiście praca w nauce to także możliwość poznawania najnowszych technologii oraz ludzi z całego świata.