Być może zagramy na dwóch fortepianach

2019-09-25, Nasze rozmowy

Z Krzysztofem Jankowskim, kapitanem Państwowej Straży Pożarnej i naukowcem w Akademii im. Jakuba z Paradyża, rozmawia Robert Borowy

- Niedawno zaprezentował pan nową metodę pozyskiwania grafenu. Co to metoda?

- Okazuje się, że przestrzenne struktury grafenowe można otrzymać za pomocą wysokonapięciowego łuku elektrycznego z wykorzystaniem, jako rozpuszczalnika, oleju rzepakowego. Głównie składa się on z kwasów tłuszczowych. Jak wiadomo, grafen jest odmianą węgla, stabilnym materiałem dwuwymiarowym. Przed rokiem udało się jednak odkryć pierwsze struktury o charakterze przestrzennym. Potwierdziły to szczegółowe badania wykonane na uniwersytetach w USA i RPA.

- O pańskim odkryciu oczywiście porozmawiamy, ale proszę najpierw wyjaśnić czy czuje się pan bardziej strażakiem czy naukowcem?

- I tu mam zawsze problem.

- Dlaczego?

- Jedno i drugie jest mi bardzo bliskie.

- Zacznijmy w takim razie od początku, od czasów jeszcze szkolnych. Dobrym był pan uczniem?

- Trudne pytanie. W podstawówce dobrze się uczyłem, tutaj mogę się pochwalić. Gorzej było w liceum. Totalnie mi tam nie szło, jedynie z fizyki zawsze miałem piątki i czwórki. Maturę oczywiście zdałem, ale nic więcej w tym czasie nie byłem w stanie zrobić.

- Dlatego poszedł pan do szkoły strażackiej?

- Tak. Najpierw skończyłem dwuletnią szkołę aspirantów, by mieć zawód.

- Czyli na studia trafił pan później?

- Tak, kiedy już zostałem strażakiem i trafiłem do służby wybrałem jednocześnie naukę w Politechnice Łódzkiej, a także na Uniwersytecie Zielonogórskim. Do tego pracowałem w jednostkach w Gdańsku i Poznaniu i Szkole Podoficerskiej PSP w Bydgoszczy.

- Jak to się stało, że zafascynował się pan przedmiotami ścisłymi, skoro w liceum było ,,jako-tako’’?

- Punktem zwrotnym okazała się nieżyjąca już niestety mama mojej żony, która była chemikiem. Kiedy wybierałem się na studia na inżynierię materiałową zrobiła mi sprawdzian z wiedzy chemicznej i wyszła jedna wielka katastrofa. Trochę dziwne, bo chemia to przecież ,,brudna część fizyki’’. Wzięła mnie w obroty, ja ambicjonalnie też do sprawy podszedłem, bo chciałem jej coś udowodnić. Zresztą bardzo ją lubiłem, mieliśmy świetny kontakt. I gdy tę wiedzę zacząłem uzupełniać, nagle zobaczyłem, że ta chemia mnie wciągnęła niczym narkotyk. Zacząłem się nią pasjonować. I zostałem prymusem na uczelni. Natomiast w Zielonej Górze eksternistycznie skończyłem filozofię w zakresie etyki, ale pracę pisałem z zakresu filozofii nauki.

- To nie wszystko, bo jest pan potrójnym magistrem.

- Kiedy skończyłem pierwsze ,,podwójne’’ studia zachciało mi się kolejnych. I poszedłem na Politechnikę Poznańską na fizykę techniczną. W sumie mam rzeczywiście dwa tytuły magistra inżyniera oraz jeden magistra. Obecnie robię studia doktoranckie w zakresie fizyki na Politechnice Poznańskiej oraz filozofii na Uniwersytecie Zielonogórskim.

- I to wszystko robił pan w chwilach wolnych od gaszenia pożarów, neutralizowania wycieków chemicznych oraz ratowania ludzi z wypadków drogowych?

- Tak. Niektórzy znajomi także się dziwią, bo taki mam chyba nietypowy życiorys. Robię jednak to co lubię i to jest w tym wszystkim ekscytujące, z czego jestem zadowolony.

- Specjalizuje się pan w pracach nad nanocząsteczkami. Przypadek czy świadomy wybór?

- Ten drugi, ponieważ na studiach zajmowałem się fizyką techniczną w specjalności nanomateriały. Drugą taką moją specjalnością jest – mówiąc skrótowo – Feynman, czyli dorobek jednego z najwybitniejszych fizyków w historii nauki, konstruktora m.in. bomby atomowej. To on kiedyś wygłosił wykład, zadając pytanie, co może zmieścić się na główce od szpilki? Dzisiaj wiemy, że cała encyklopedia Britanniki, której ostatnie drukowane wydanie liczy 32 tomy. I stąd wzięła się koncepcja nanomateriałów, a ja byłem tym zafascynowany i ciągle jestem. Pierwsze struktury tak naprawdę wytworzyłem już w trakcie studiów.

- Po studiach gdzie pan prowadził badania naukowe?

- Przeniosłem się do strażackiego garażu. Nie miałem bowiem pieniędzy. Musiałem stosować najprostsze dostępne metody. Było ich kilka aż wreszcie zastosowałem metodę łukową. Wcześniej, kiedy miałem już pierwsze konkretne materiały, napisałem do kilku amerykańskich uniwersytetów, żeby potwierdzić, że to co robię idzie w dobrym kierunku. Tam praktycznie wszędzie są prowadzone prace nad nanostrukturami i oni mają odpowiednie kadry techniczne, świetnie wyposażone laboratoria. Odezwał się uniwersytet w Utah, z zapytaniem czy mogą potwierdzić moje badania? Kiedy zobaczyli co mam, natychmiast zaproponowali staż naukowy. Pojechałem. Potem byłem też na stażach w Nevadzie, w Auckland w Nowej Zelandii oraz na Uniwersytecie Grahamstown w RPA.

- Kiedy dokładnie odkrył pan nową metodę pozyskiwania grafenu?

- Przed dwoma laty w trakcie odbywania już stażu naukowego w Utah pomyślałem sobie, żeby wykorzystać wysokonapięciowy łuk elektryczny, a nie – jak to dotychczas było to czynione przez naukowców – prąd stały. Żeby jednak można było zastosować prąd zmienny trzeba było przygotować odpowiednie zasilacze, pozwalające na korzystanie z wybranych częstotliwości. Założyliśmy elektrody grafitowe i spotkał nas szok, ponieważ w trakcie prac wydawało się, że węgiel zamiast rozkładać się na elektrodach zaczął się na nich osadzać. Rosnące struktury zaczęły przerywać łuk elektryczny, dlatego dodaliśmy układ rozchylania elektrod względem siebie. W tym momencie pomiędzy elektrodami zaczęły się rozrastać nowe, jak się okazało, nanostruktury węglowe.

- Do pełnego przebadania doszło jednak później na innym kontynencie. Gdzie dokładnie?

- W Republice Południowej Afryki na początku 2018 roku. Najpierw wytworzyliśmy tam te same struktury i daliśmy je do szczegółowych badań analitycznych spodziewając się, że otrzymamy raczej nanorurki węglowe typu MWCNTs, czyli jedna w drugiej itd. Ku zaskoczeniu wszelkie dane jednoznacznie wskazały, że mamy do czynienia z grafenem oraz redukowanym tlenkiem grafenu. To był drugi szok, ponieważ wyszedł nam tak naprawdę nowy materiał.

- Co dalej się działo?

- Próbki ponownie trafiły do USA, bo tam znajdował się mikroskop o potężnej zdolności rozdzielczej. I na zdjęciach ujrzeliśmy nigdzie wcześniej nie opisaną strukturę. Grafen został tym samym rozpakowany, choć mnóstwo jeszcze czeka nas pracy, a nauka musi dokładnie wyjaśnić, czy już mamy grafen przestrzenny. Grafen, jak wiadomo, to struktura 2D a trzecim wymiarem jest wielkość atomu. Rosjanie kiedyś zaczęli ściągać pojedyncze warstwy z grafitu i tym samym stworzyli grafen, dostając za to nagrodę Nobla. Nasz grafen i redukowany tlenek grafenu nie jest obecnie poukładany. Najważniejsze, że możemy otrzymać ten materiał w różnych przestrzeniach i że jest to materiał lity, czyli spojony, gdyż powstaje pomiędzy dwoma elektronami grafitowymi.

- To nad czym teraz trzeba pracować?

- Uzyskane struktury trzeba poddać kolejnym doświadczeniom, a przede wszystkim je poukładać. Trzeba też przebadać, co tam się tak naprawdę dzieje. Mamy trzy teorie. Obserwujemy przykładowo, że przy różnych częstotliwościach widzimy inne struktury. Nie chciałbym tutaj wchodzić w szczegóły, gdyż dotychczas nasza praca była wykonywana na dosyć prymitywnym sprzęcie. Nawet te nasze elektrody nie były idealnie dopasowane. Do tego temperatura oleju musi być stała i wiele innych parametrów musi zostać idealnie ustawiona. Ze sprzętem nie będzie problemów, na to fundusze mamy już zapewnione.

- Ile czasu zajmie poukładanie struktur?

- Minimum dwa lata, przy czym, będzie trzeba też zastanowić się, na którą technologię postawić? Pierwsza dotyczy tego, co już niedługo zostanie opublikowane, czyli prętu grafenowego. Drugi temat może być jeszcze ciekawszy. Na razie jest on rozpracowywany i jeżeli potwierdzą się nasze przypuszczenia, to może być duże zaskoczenie w naukowym świecie. Być może zagramy na dwóch fortepianach, ale proste to nie będzie ze względu również na finansowanie badań.

- Nobla za to będzie można kiedyś dostać?

- W chemii zawsze za nową odmianę alotropową był Nobel. W tym przypadku mamy mix materiałów tworzących nowy materiał. Robimy dalej badania, ale takie nagrody nie są celem same w sobie. Mój zespół dąży przede wszystkim do pokazania naukowemu światu, że w Gorzowie możemy mieć dobrą nanotechnologię. Inną sprawą jest, że komitet czasami już nie wie komu dać tego Nobla. Jak widzę, kto dostaje i za co przede wszystkim, to mam wrażenie, że nagroda ta w dziedzinie chemii i fizyki stała się bardziej polityczna niż naukowa.

- Jak wszystkie prace badawcze spełnią oczekiwania, to do czego można będzie wykorzystać nowy materiał?

- Na pewno do filtracji słonej, a więc głównie morskiej wody. Jak już potwierdziły wcześniejszego badania, redukowany tlenek grafenu świetnie się do tego nadaje. Oczywiście cały świat będzie mógł z tego korzystać, ale najważniejsze, żeby Gorzów stał się marką tego wynalazku. Nowy materiał może być też przydatny w farmaceutyce jako nośnik leku do wybranego organu. Myślę, że w dalekiej przyszłości możliwe będzie budowanie także elektroniki opartej na strukturach węglowych.

- Czy to co już zostało osiągnięte, czyli wynalezienie nowej metody pozyskiwania grafenu jest największym osiągnięciem naukowym w historii naszego miasta?

- Renety landsberskiej chyba jeszcze nie przebiliśmy, ale będziemy dążyć, gdyż jesteśmy na początku drogi. Problemem Gorzowa jest brak naukowców nauk przyrodniczych. Stilon miał kiedyś świetnych chemików, ale oni skupiali się tylko na produkcji. Natomiast nanotechnologię w Gorzowie nie wiem, czy ktoś uprawiał. Nie spotkałem się z tym.

- A jak pan w ogóle trafił do Gorzowa, bo na co dzień mieszka pan w Poznaniu?

- Bardzo chciałem być w Gorzowie. W Poznaniu miałem kłopoty ze znalezieniem dla siebie odpowiedniego miejsca w dużym jednak garnizonie. Pracowałem tam w Jednostce Ratowniczo-Gaśniczej nr 2, jednej z najbardziej obciążonych wyjazdami ratowniczo-gaśniczymi w kraju. W Gorzowie zaś poszukiwano Wojewódzkiego Koordynatora ds. Ratownictwa Chemicznego i Ekologicznego, a zarazem osobę koordynującą pracę grupy chemicznej. Dzisiaj jestem zastępcą dyżurnego operacyjnego na Stanowisku Kierowania Komendanta Wojewódzkiego PSP. Od razu muszę tutaj podkreślić, że Gorzów przyjął mnie bardzo serdecznie.

- Jak pan patrzy na Gorzów jako mieszkaniec Poznania?

- Bardzo lubię to miasto i chętnie w nim zamieszkałbym, ale żona woli pozostać w Poznaniu. Lubię Gorzów nie tylko za krajobrazy, bo jest on rzeczywiście ładnie położony, ale skoro miasto bardzo ciepło mnie przyjęło, to nie ukrywam, że chciałbym się jakoś zrewanżować. Liczę, że dzięki mojej pracy i całego zespołowi niedługo Gorzów stanie się miastem bardziej rozpoznawalnym niż ma to miejsce obecnie. Chciałby pomóc zmienić wizerunek miasta, bo nie wszędzie pozytywnie się o nim mówi.

- Kiedy zaczął pan współpracę z AJP?

- To było przed trzema laty, w chwili kiedy jeszcze mieliśmy Państwową Wyższą Szkołę Zawodową, ale już powoli się przekształcała w Akademię im. Jakuba z Paradyża. Mój komendant wojewódzki poznał mnie z panią rektor prof. Elżbietą Skorupską-Raczyńską. Kiedy usłyszała nad czym pracuję zadeklarowała pełną pomoc. To dobrze, bo będziemy chcieli rozwinąć tutaj prace naukowe w dziedzinie chemii i fizyki.

- Kiedy znajduje pan czas na pracę naukową?

- Pracuję najczęściej 24 godziny na 72 godziny. Sporo jest więc tego czasu wolnego i przeznaczam go na dwie moje pasje: rodzinę i naukę.

- Dziękuję za rozmowę.

Fot. Robert Borowy

Podpis:K. Jankowski: Chciałby pomóc zmienić wizerunek miasta, bo nie wszędzie pozytywnie się o nim mówi