Polskie wynalazki 2014: od talerzyków z otrębów po instalację do produkcji grafenu

Polskie lasy, plaże i łąki po weekendach są zaśmiecone plastikowymi sztućcami, kubeczkami i talerzykami. Te będą rozkładać się przez kolejne dziesięciolecia.

Firma Biotrem wpadła na pomysł zastąpienia plastiku... otrębami. Jak zapewnia firma są w 100 proc. bezpieczna dla ludzi i dla środowiska naturalnego. Ich główną zaletą jest biodegradowalność - po użyciu można rzucić je wraz z resztkami jedzenia na kompost. W przeciwieństwie do swoich plastikowych odpowiedników naczynia z otrąb nie zawierają w swoim składzie żadnych szkodliwych substancji, które mogłyby przenikać do żywności w trakcie podgrzewania.

Także produkcja talerzy z otrąb jest bezpieczna. Proces odbywa się bez udziału jakichkolwiek szkodliwych substancji chemicznych. Wykorzystywane jest jedynie ciśnienie i wysoka temperatura nadające naczyniom odpowiedni kształt. Jak podkreślono na stronie projektu cały proces produkcji jest energooszczędny. Pomysł udało się wprowadzić w życie dzięki dotacji z programu Innowacyjna Gospodarka.

Ten wynalazek jest wyjątkowo niefotogeniczny - zwykła plastikowa torebka z małym guziczkiem. Ale może on uratować tony żywności przed zmarnowaniem. To nanokompozytowy pochłaniacz tlenu dla przemysłu spożywczego.

Podstawowym czynnikiem powodującym psucie się żywności jest tlen. Przez setki lat próbowano zabezpieczać żywność przed jego wpływem. W XX w. wynaleziono hermetyczne opakowania oraz dodawane do żywności przeciwutleniacze. Nie są to jednak rozwiązania doskonałe. Bardzo rzadko hermetyczne opakowanie całkowicie powstrzymuje dopływ tlenu. Przeciwutleniacze to zaś po prostu środki chemiczne oznaczone jako od E300 do E399, które mogą szkodzić zdrowiu.

Zespół naukowców z Wydziału Towaroznawstwa Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu za dotację z programu Innowacyjna Gospodarka opracował zupełnie nowe zabezpieczenie przed szybkim psuciem się żywności: pochłaniacz tlenu zbudowany z nanożelaza. Jest to materiał składający się z maleńkich cząstek żelaza zatopionych specjalnym polimerze przypominającym silikon. Jak mówi szef projektu prof. Zenon Foltynowicz: "Nasz pochłaniacz znacząco wydłuża okres przydatności do spożycia, np. w przypadku kawy, orzeszków czy chipsów ten okres wydłuża się o 100 proc."

Pochłaniacze tlenu mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w produkcji żywności, ale również ochronie urządzeń elektronicznych. Dzięki temu opatentowany przez naukowców z Poznania wynalazek ma duże szanse na zastosowanie w wielu branżach gospodarki. To kolejny projekt finansowany z POIG-u.

12 grudnia 2014 r. 320 metrów pod ziemią, w zabrzańskiej, zabytkowej kopalni GUIDO śląscy naukowcy ogłosili pierwsze rezultaty prowadzonych od czterech lat badań. Nie był to jednak program badawczy dotyczący rozwoju górnictwa, tylko... kardiologii.

Od 2010 r. specjaliści z Śląskie Centrum Chorób Serca wraz z Instytutem Onkologii w Gliwicach oraz Fundacją Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu pracowali nad badaniami „Sercowe Komórki Macierzyste i Progenitorowe - Nowa Metoda Regeneracji Uszkodzonego Serca”. Jest to jeden z najbardziej innowacyjnych projektów z Innowacyjnej Gospodarki zajmujących się wykorzystaniem komórek macierzystych do walki z groźnymi chorobami.

Komórki macierzyste znajdujące się w szpiku, krwi pępowinowej czy sercu mogą przyczynić się do naprawy uszkodzonych przez chorobę narządów. Celem projektu następców prof. Religi jest opracowanie technik pozwalających na hodowlę sercowych komórek macierzystych, a następnie zwiększenie ich liczby i umieszczenie w sercu w celu jego stopniowej odbudowy.

Każdy z podmiotów Konsorcjum prowadził badania nad innym elementem opracowywanej metody (pieniądze na dotacje pochodziły z unijnej dotacji). Na przykład Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii zajmowała się w sposobami transferu komórek do chorego serca. Instytut Onkologii w Gliwicach pracował nad hodowlą komórek macierzystych. Według przedstawionego raportu badania laboratoryjne zakończyły się sukcesem, jednak w celu praktycznego zastosowania metody w leczeniu ludzi niezbędne jest prowadzenie dalszych badań.

Od dawna marzeniem ortopedów jest odkrycie naturalnego sposobu naprawy kości. Stosowane obecnie implanty często są zbyt sztywne i mogą powodować w organizmie stany zapalne. Najlepszym rozwiązaniem jest więc naśladowanie natury.

Polscy naukowcy planują zbudować swoiste rusztowania, które następnie mogłoby zostać zasiedlone komórkami macierzystymi. Po ich umieszczeniu w miejscu urazu rozpoczynałby się powolny proces formowania się nowej tkanki. Dzięki takiemu rozwiązaniu pacjent otrzymywałby tkankę „na miarę”, nie różniącą się od tej, którą miał przed chorobą.

W projekt zaangażowali się naukowcy i lekarze z różnych instytucji. Po pierwsze Centrum Onkologii, ponieważ genezy bioimplantu należy doszukiwać się w doświadczeniach lekarzy zajmujących się leczeniem nowotworów, które często powodują ogromne okaleczenia pacjentów. Bioimplanty umożliwiałyby nie tylko przywrócenie podstawowych funkcji organów, lecz także odtworzenie ich normalnego wyglądu.

Nad Bioimplantem pracowała również Politechnika Wrocławska przygotowując oprogramowanie do planowania operacji wszczepiania protez oraz Warszawski Uniwersytet Medyczny zajmujący się badaniami nad komórkami macierzystymi.

Eksperymentalny blok energetyczny ma stosunkowo niewielką moc: 1 MW. Planowany jest więc rozwój tej metody i uzyskiwanie około 5 MW. Rozwiązałoby to całkowicie problem gazów odpadów pochodzących z produkcji. Radykalnie zmniejszyłoby to uzależnienie fabryki od zewnętrznych źródeł energii.

Oprócz zakładów wytwarzających nawozy sztuczne w przyszłości z technologii będą mogli korzystać np. branży chemicznej. Pomyślna komercjalizacja tego projektu oznaczałaby rozwiązanie wielu problemów związanych z emisją przez tego rodzaju zakłady bardzo szkodliwych gazów.

Choroba Alzheimera dotyka głównie osoby w podeszłym wieku. Objawia się zaburzeniami pamięci, równowagi i wszystkich zmysłów. Dotychczas jedyną metodą diagnozowana były obserwacje, wywiady i testy psychologiczne. Wrocławskim lekarzom i inżynierom po dwóch latach prac udało się opracować nową metodę diagnozowania choroby Alzheimera. Efektem prac ma być urządzenie do akustycznej analizy głosu i mowy, które pozwala na wczesne wykrycie objawów choroby.

Według kierującego pracami prof. Tomasza Kręcickiego z Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego we Wrocławiu to przełom w leczeniu choroby Alzheimera. Prototyp maszyny wykrywa, że pacjenci chorzy na Alzheimera mają inną melodię głosu niż ludzie zdrowi. Analiza jest możliwa dzięki opracowanym przez zespół specjalnym algorytmom i programowi komputerowemu. Urządzenie składa się z czułych mikrofonów i nagrywarki, dzięki czemu ma wielkość podobną do telefonu komórkowy. Jego wymiary mają znaczenie, ponieważ planowana jest również całodobowa analiza głosu pacjenta. Dzięki niskim kosztom (zdaniem twórców wynoszących najwyżej kilka tysięcy zł.) zakup urządzenia ma być dostępny dla wielu ośrodków zajmujących się geriatrią.

Grafen już w momencie opracowania laboratoryjnych metod jego wytwarzania nazwany został materiałem przyszłości. Problemem było jednak wdrożenie masowej produkcji tego „cudownego wynalazku”. Nad rozwiązaniem tego problemu głowili się specjaliści z Instytutu Technologii Materiałów Energetycznych w Warszawie.

Zespół dr Włodzimierza Strupińskiego udoskonalił technologię produkcji grafenu poprzez odparowanie krzemu z węglika krzemu. Ale naukowcy opracowali technologię tylko na skalę laboratoryjną. W zwiększeniu skali pomogła firma Seco/Warwick - producent maszyn do obróbki cieplnej metali. Przedsiębiorstwo i instytut połączył siły i stworzyły urządzenie do produkcji dużych ilości grafenu. Pieniądze na opracowanie wynalazku dało Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Po roku prac, konsorcjum zaprezentowało prototyp maszyny umożliwiającej to produkcję warstw grafenu o powierzchni ¼ metra kwadratowego. Dzięki temu grafen może stać się bardzo tani a przez to zastosowanie przez wiele polskich firm.