Zwiedzanie laboratorium lub pracowni

Czy wiecie, że plastik, który dziś znamy, stał się popularny dopiero w ubiegłym wieku? Na początku cały świat oszalał na jego punkcie! Był tani, lekki i można było zrobić z niego niemal wszystko. Przez lata wydawało się, że to materiał z naszych najpiękniejszych snów. Dzisiaj jednak wiemy, że bezmyślne korzystanie z tworzyw sztucznych zamienia się w ekologiczny koszmar.

Plastikowe śmieci zalewają lasy, oceany i zagrażają zdrowiu zwierząt oraz ludzi. Szczególnie dużym problemem są opakowania jednorazowe, które po zjedzeniu ulubionej przekąski natychmiast lądują w koszu – a potem leżą na wysypisku przez setki lat.

Na szczęście nauka przychodzi z pomocą! Przepisy się zmieniają, a ludzie na całym świecie szukają zielonych alternatyw. Podczas naszych zajęć wspólnie wyruszymy w przyszłość i sprawdzimy, jak możemy zastąpić tradycyjny plastik.

Naszym celem jest nie tylko pokazanie wam fascynującego świata nowoczesnej nauki, ale przede wszystkim udowodnienie, że każdy z nas ma wpływ na to, jak będzie wyglądać nasza planeta.

Zapraszamy na fascynującą lekcję pełną ekologicznych odkryć!

Spotkanie poświęcone będzie nowoczesnym inteligentnym polimerom w medycynie. Uczestnicy wezmą udział w wykładzie oraz warsztatach, podczas których poznają sposoby opracowania inteligentnych materiałów do regeneracji  tkanki chrzęstnej i nerwowej. Dowiedzą się, czym są polimeru inteligentne i jakie właściwości muszą posiadać, aby mogły być wykorzystywane np. w regeneracji tkanek. Zostanie przedstawiona technologia druku hydrozeli i proces elektroprzędzenia jako narzędzia do tworzenia trójwymiarowych struktur o precyzyjnie zaprojektowanej geometrii.

Na przykładzie projektów SmartPiezo (M-ERA.NET) oraz PiezoMat (Preludium NCN) omówione zostaną konkretne zastosowania tych technologii - m.in. tworzenie wielofunkcyjnych, inteligentnych podłoży komórkowych, które wspomagają regenerację chrząstki i tkanki kostnej. Uczniowie zobaczą, jak nowoczesna nauka łączy różne dziedziny - chemię, inżynierię materiałową i medycynę – w celu poprawy jakości życia pacjentów. Spotkanie ma na celu nie tylko przekazanie wiedzy, ale także zainspirowanie młodych ludzi do odkrywania świata nauki i technologii.

A skąd ci chemicy to wszystko wiedzą? Choć to pytanie rzadko pada głośno, zapewne wiele osób je sobie zadaje – szczególnie gdy pojawiają się doniesienia o nowych odkryciach, zagrożeniach środowiskowych czy nowoczesnych lekach. Prawda jest taka, że naszą wiedzę budujemy poprzez łączenie faktów, stawianie śmiałych hipotez i ich rygorystyczną weryfikację. Na tym etapie niezbędne jest doświadczenie, ale równie kluczowa jest zaawansowana aparatura.

Podczas naszego spotkania skupię się właśnie na tym ostatnim elemencie. Chcę Państwu przedstawić narzędzia współczesnej chemii – instrumenty, które pozwalają nam odkrywać strukturę świata w skali mikro- i nanometrycznej. Wyjaśnię, co kryje się pod magicznymi skrótami XPS i SIMS. A na koniec... może wspólnie zapolujemy na jony i elektrony?

Druk 3D w zastosowaniach wojskowych to wydarzenie prezentujące nowoczesne technologie przyrostowe, wykorzystywane w zastosowaniach inżynierskich i wojskowych. Uczestnicy będą mieli możliwość zapoznania się z laboratoriami Instytutu Robotów i Konstrukcji Maszyn WIM WAT, zajmującymi się drukiem 3D z materiałów polimerowych oraz metodami oceny jakości i walidacji wytwarzanych elementów. W trakcie spotkania przedstawione zostaną przykłady wykorzystania technologii addytywnych do szybkiego prototypowania, wytwarzania części funkcjonalnych oraz realizacji specjalistycznych rozwiązań technicznych, rozwijanych na potrzeby obronności i logistyki.

W ramach wydarzenia uczestnicy poznają podstawowe etapy procesu projektowania i wytwarzania elementów metodą druku 3D – od przygotowania modelu cyfrowego, przez dobór parametrów procesu, aż po wykonanie gotowego detalu. Omówione zostaną również zagadnienia związane z kontrolą jakości wydruków, badaniami właściwości mechanicznych oraz oceną dokładności geometrycznej elementów wytwarzanych technologiami przyrostowymi.

Świat jest zbudowany z materii różnego rodzaju. Jądra atomowe zbudowane są z nukleonów, natomiast atomy z nukleonów i elektronów. Żywe organizmy składają się z tkanek, które z kolei zbudowane są z komórek. W naturze występuje wiele znakomitych tworzyw kompozytowych, do których należą kości i drewno. Również w świecie techniki tworzone są różne materiały kompozytowe. Konstruktorzy łączą za sobą materiały o różnych właściwościach w taki sposób, aby wspólnie posiadały pożądane cechy i były bardziej funkcjonalne. Do stosowanych w technice materiałów kompozytowych zaliczyć można stopy metali, sklejki i laminaty oraz materiał opon. Najpowszechniej stosowanym kompozytem technicznym jest beton. Wynaleziony już w czasach starożytnych i oferujący niezwykłe możliwości użytkowe, jest wciąż nie do zastąpienia w budownictwie. Wielorakie zastosowania betonu wymagają stworzenia rożnych odmian tego tworzywa, różniące się głównie rodzajem cementu i kruszywa oraz wariantem zbrojenia. Są to beton budowlany, beton izolujący od hałasu, tworzywo do budowy szos oraz materiał do przechowywania odpadów radioaktywnych. Ponadto w celu ochrony przyrody powstają wciąż nowe materiały i technologie. Redukowana też jest ilość odpadów produkcyjnych.

Uczestnicy będą mogli zwiedzić Pracownię Obrazowania Struktury i Funkcji Tkankowych w Centrum Neurobiologii Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN. Zobaczą jak funkcjonuje Polski Węzeł w ramach Europejskiego Centrum Obrazowania Euro-BioImaging. Zostaną zapoznani z zasadami działania i możliwościami laserowych mikroskopów konfokalnych znajdujących się w pracowni (Leica SP8, Zeiss LSM780 i CD7+LSM900) oraz ze sposobami przygotowywania preparatów roślinnych i zwierzęcych do tych mikroskopów. Następnie będą mogli samodzielnie, korzystając z trwałych preparatów, wybierać komórki i fragmenty tkanek do skanowania oraz regulować ustawienia mikroskopów. Na koniec zostaną zapoznani z najnowszymi programami umożliwiającymi analizę danych mikroskopowych (Imaris, Huygens i Zeiss ZEN/Arivis) oraz wykonają komputerową obróbkę zebranych obrazów a jej trójwymiarowe efekty będą mogli zobaczyć zasiadając w goglach Meta Quest 2 VR w wygenerowanym przez AI laboratorium.

Każdy lek działa dlatego, że „rozpoznaje” swój cel molekularny – najczęściej białko – i wchodzi z nim w precyzyjne interakcje. To właśnie na poziomie atomowym rozstrzyga się czy farmakoterapia będzie skuteczna, selektywna i bezpieczna. Na zajęciach będzie można poznać mechanizmy, dzięki którym małe cząsteczki modulują funkcję receptorów, enzymów, czy kanałów jonowych. Będzie można także zobaczyć jak działają przeciwciała.

Omówione zostaną podstawy oddziaływań niekowalencyjnych (wiązania wodorowe, oddziaływania elektrostatyczne, siły van der Waalsa, efekt hydrofobowy) oraz ich rola w determinowaniu powinowactwa i selektywności ligandów. Wyjaśnimy, czym różni się agonista od antagonisty i modulatora allosterycznego oraz jak konformacyjna plastyczność białek wpływa na odpowiedź biologiczną. Szczególną uwagę poświęcimy znaczeniu dynamiki molekularnej w rozumieniu mechanizmów działania leków.

Białka są dynamicznymi strukturami i w związku z tym leki lub hormony oraz inne substancje wiążą się z nimi również na sposób dynamiczny. Zastosowanie metody dynamiki molekularnej i modelowania molekularnego oraz coraz szybszych komputerów sprawiło, że możemy symulować te struktury w ich naturalnym środowisku tj. w roztworze wodnym lub błonie komórkowej dla białek błonowych, oraz badać ich oddziaływania z różnymi substancjami.

Na kilku stanowiskach komputerowych będzie można przeprowadzać symulacje i wizualizacje biomolekuł w skali atomowej, porównać wiązanie się serotoniny i różnych substancji psychoaktywnych do receptorów GPCR, które odpowiadają za przekazywanie sygnałów przez błonę komórkową, także w neuronach, jak również zobaczyć inne białka i leki. Będzie można własnoręcznie wyciągnąć lek z kieszeni wiążącej w białku lub zmodyfikować lek tak, żeby uzyskać silniejsze wiązanie z białkiem.

Przedstawione zostaną także współczesne strategie projektowania leków, w tym podejście strukturalne (structure-based drug design) oraz wykorzystanie metod obliczeniowych do przewidywania sposobu wiązania ligandów. Pokażemy, że skuteczność kliniczna ma swoje źródło w subtelnych interakcjach na poziomie molekularnym – tam, gdzie lek i białko prowadzą swój precyzyjny, chemiczny dialog.

W czasie warsztatów uczestnicy będą mieli możliwość zapoznania się ze specyfiką pracy w laboratorium zajmującym się badaniami z zakresu genetyki molekularnej. Wykorzystując drożdże piekarnicze jako obiekt badawczy, uczestnicy dowiedzą się jak przeprowadzić klonowanie genu, stosując podstawowe narzędzia biologii molekularnej. Uzyskają wiedzę na temat reakcji PCR, zastosowania enzymów restrykcyjnych i elektroforezy żelowej.

Uczestnicy samodzielnie przeprowadzą trawienie enzymami restrykcyjnymi i rozdział elektroforetyczny fragmentów DNA w żelu agarozowym.

Układy scalone, z ang. integrated circuits (ICs), są dziś wszechobecne, choć często nawet nie zdajemy sobie z tego sprawy. Stanowią podstawowe elementy niemal każdego
urządzenia elektronicznego: komputerów, telefonów, samochodów, sprzętu AGD, telewizorów, zegarków, pamięci przenośnych czy odtwarzaczy multimedialnych. Rozwój
technologii półprzewodnikowych umożliwił także tworzenie złożonych systemów elektronicznych, optycznych i mechanicznych integrowanych w jednym układzie, określanych
jako systemy na chipie, czyli systems-on-chip czy współćzesnych procesorów dla technologii AI.

Technologia wytwarzania układów scalonych jest dziedziną interdyscyplinarną. Łączy wiedzę z fizyki, chemii, inżynierii materiałowej, mechaniki, optyki oraz elektroniki. Układy scalone
już dawno osiągnęły skalę „nano”, a warunki ich produkcji są wyjątkowo wymagające. Jak wygląda proces powstawania takiego układu? Jakie są jego kolejne etapy? Dlaczego
konieczne są laboratoria typu clean-room? Jak długo trwa produkcja i ile kosztuje? Na te pytania odpowiemy podczas wykładu.

Wydarzenie przybliży uczestnikom specyficzne warunki oraz najważniejsze etapy procesu wytwarzania układów scalonych.

Ponieważ jednorazowa wizyta dużej grupy osób w laboratorium technologicznym typu clean-room Instytutu Mikroelektroniki i Optoelektroniki Politechniki Warszawskiej nie jest możliwa, prezentacja zostanie wzbogacona o materiały multimedialne pokazujące wnętrza laboratoriów, urządzenia technologiczne oraz wybrane procesy omawiane podczas wykładu.

Dodatkową częścią wydarzenia będą pokazy układów I struktur półprzewodnikowych wykonanych w laboratoriach IMiO PW. Uczestnicy będą mogli zobaczyć przykłady struktur i układów powstających w warunkach laboratoryjnych oraz dowiedzieć się, jak wiedza z wykładu przekłada się na rzeczywiste technologie półprzewodnikowe. Pokazy zostaną przygotowane i przeprowadzone przez członków Koła Naukowego „Baza”. 

Wykład i pokaz pozwolą zajrzeć „od kuchni” do świata technologii, które zdominowały współczesny rynek urządzeń elektronicznych. 

Na spotkaniu “Proste roje autonomicznych dronów w symulacji i w praktyce” prezentowany będzie symulator roju dronów oraz rzeczywiste małe drony z prostymi algorytmami sterowania. 

W ramach prezentacji symulatora można m. in. zobaczyć przygotowane środowiska, w których drony uczą się wykonywać zadania (np. omijanie przeszkód, lot za poruszającym się
punktem, przenoszenie obiektów), zapoznać się z edytorem scen i scenariuszy pozwalającym na realizację własnych środowisk testowych, a także porozmawiać o potencjalnych metodach sterowania dronem czy ich rojem i zastosowaniach takich metod w praktycznych zadaniach.

Podczas spotkania zaplanowane są także pokazy rzeczywistych dronów realizujących określone zadania z wykorzystaniem prostych metod sterowania.

Podczas pokazu będzie można zobaczyć roboty przemysłowe "na żywo". Są to jedne z najnowocześniejszych urządzeń aktualnie stosowanych w światowym przemyśle. Zaprezentujemy, jakie zadania mogą wykonywać roboty w warunkach pracy przemysłowej i w jakim stopniu mogą wyręczyć ludzi. Opowiemy także o istotnych zagadnieniach bezpieczeństwa pracy z robotami.

Podczas pokazu będzie można zobaczyć roboty przemysłowe "na żywo". Są to jedne z najnowocześniejszych urządzeń aktualnie stosowanych w światowym przemyśle. Zaprezentujemy, jakie zadania mogą wykonywać roboty w warunkach pracy przemysłowej i w jakim stopniu mogą wyręczyć ludzi. Opowiemy także o istotnych zagadnieniach bezpieczeństwa pracy z robotami.

Podczas pokazu będzie można zobaczyć roboty przemysłowe "na żywo". Są to jedne z najnowocześniejszych urządzeń aktualnie stosowanych w światowym przemyśle. Zaprezentujemy, jakie zadania mogą wykonywać roboty w warunkach pracy przemysłowej i w jakim stopniu mogą wyręczyć ludzi. Opowiemy także o istotnych zagadnieniach bezpieczeństwa pracy z robotami.