Двадесет прва конференција младих истраживача „Наука и инжењерство нових материјала“

Аутор: др Смиља Марковић
6. фебруар 2024.

Двадесет прва конференција младих истраживача „Наука и инжењерство нових материјала“ (21^st Young Researchers¢ Conference - Materials Science and Engineering) oдржана је у Београду од 29. новембра до 1. децембра 2023. године. Конференцију су заједнички организовали Институт техничких наука САНУ и Друштво за истраживање материјала Србије уз финансијску подршку Министарства науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије.

Циљ конференције, од прве одржане давне 2002. године до данас, јесте да се младим истраживачима - студентима основних, мастер и докторских студија, као и докторима наука млађим од 35 година, који се баве науком и инжењерством нових материјала, омогући да прикажу своје резултате, дискутују са искуснијим истраживачима који председавају секцијама, сретну колеге из других институција, размене искуства и остваре контакте за будућу сарадњу. Чланови научно-организационог одбора и организатори конференције, које су током претходне 21 године чинили ентузијасти, истраживачи из ИТН САНУ, Института за нуклеарне науке „Винча“, Технолошко-металуршког факултета Универзитета у Београду, и волонтери из многих института и са факултета Универзитета у Београду који се баве науком и инжењерством нових материјала, остали су при почетном ставу да су сви учесници ослобођени плаћања котизације.

Теме

Конференција младих истраживача је од 2008. године међународна, а званични језик је енглески. Радови који су изложени током овогодишње конференције су интердисциплинарни, при чему су приказани како научни резултати тако и резултати који се тичу инжењерства материјала. Радови су излагани у оквиру седам тематских области:

• Биоматеријали
• Теоријско моделовање материјала
• Наноструктурни материјали
• Нове методе синтезе и процесирања материјала
• Материјали са применом у високим технологијама
• Материјали са применом у заштити животне средине
• Материјали за соларне ћелије нове генерације.

Све презентације биле су усмене и трајале су по 15 минута.

Учесници

За учествовање на Двадесет првој конференцији младих истраживача пријавило се 86 младих научника из 10 земаља: Босне и Херцеговине (2), Бразила (1), Индије (1), Немачке (1), Пољске (4), Русије (1), Словачке (2), Србије (69), Украјине (2), Црне Горе (2) и Чешке Републике (1). Од 86 пријављених апстраката изложено је 76. Око 80% учесника било из Србије.Учесници из Србије су на Конференцији приказивали резултате пројеката Институционалног финансирања, пројеката Промис и ИдејеФонда за науку, билатералних пројеката, пројеката сарадње са дијаспором, као и пројеката сарадње са привредом.

Програм

Конференцију су отвориле др Ивана Динић и др Соња Јовановић, потпредседнице научно-организационог одбора КМИ. Након представљања статистичких података са претходних конференција као и подсећања о њеном развоју и значају за младе истраживаче, посебно у Србији, додељене су плакете добитницима награда за најбоље презентације из 2022. године.

Након церемоније отварања започео је програмски део конференције, а прва тематска целина била је, већ традиционално, посвећена биоматеријалима.

Биоматеријали

Тематска област Биоматеријали организована је у три секције са укупно 16 предавања. Приказани су резултати синтезе и карактеризације материјала који се примењују у стоматологији, протетици и ортопедији. Чули смо какве су механичке и антибактеријске особине, као и биоактивност, денталних цемента базираних на a-трикалцијум фосфату и бор нитриду, као и о развоју макропорозних биокерамичких материјала базираних на калцијум-хидроксиапатиту допираног са више различитих катјона и обложеним хитозаном. Објашњена је могућност инкапсулације и контролисаног отпуштања витамина Б12 употребом протеина RuBisCO екстрахованог из лишћа бундеве. За контролисано отпуштање биолошки активних компонената коришћени су и аерогелови импрегнирани скробом у суперкритичним условима CO₂.

Упоређене су физичко-хемијске особине мембрана изолованих из различитих сојева бактерије Legionella (Legionella micdadei, Legionella dumoffii и Legionella gormanii) а затим је испитивана интеракција хуманог кателицидина  (LL-37), антимикробног пептида, са изолованим мембранама. Утврђено је да су мембране изоловане из Legionella gormanii много мање резистентне према деловању LL-37 него мембране изоловане из Legionella micdadei и Legionella dumoffii.

Приказани су резултати истраживања активности честица ресвератрола према расту и формирању биофилмова изазваних деловањем бактерије Pseudomonas aeruginosa. Уочено је да присуство ресвератрола у различитим концентрацијама може да инхибира формирање биофилмова и до 90%.

Одржан је сет предавања на тему узгоја коштаних ћелија из различитих извора употребом перфузионог биореактора и скела од алгината.

Резултати истраживања утицаја наноструктурних честица бифазног калцијум-фосфата обложеног поли-D,L-лактид-ко-гликолидом на пролиферацију матичних ћелија изолованих из денталне пулпе у  in vitro условима показали су да степен пролиферације зависи од концентрације наноструктурних честица.

Упоредна анализа реакције поткожног ткива мишева на мембране колагена различитог порекла, у зависности од тога да ли им је додавана крв или не, показала је да ткиво боље реагује на мембране, без обзира на њихово порекло, у случајевима када је колагену додавана и крв.

Једно од истраживања односило се на могућности примене биоактивног стакла обогаћеног оксидованом целулозом као биомастила за регенеративну медицину. Одржана су и предавања о вишеструкој примени магнетних наночестица  Fe₂O₃ у заштити животне средине и биомедицини, а приказане су и могућности примене атомске и молекулске спектроскопије у форензици.

Материјали са применом у заштити животне средине

У оквиру тематске области Материјали са применом у заштити животне средине одржано је 8 предавања која су била организована у две секције. Прва секција била је посвећена примени природних материјала на бази глина као што су каолин и бентонит, или зеолита, и развоју материјала са побољшаним особинама за сорпцију или деградацију полутаната из воде.

Приказани су резултати примене бентонита модификованог катјонским површински активним супстанцама за апсорпцију карбамазепина, употребе брушит-метакаолинског геополимера за фитостабилизацију земљишта контаминираног јонима олова и побољшању сорпционог капацитета природне глине пирофилита једноставним ултразвучним третманом.

Чули смо занимљиво предавање о могућој употреби истрошеног талога од кафе за уклањање хлорпирифоса из воде и како се капацитет апсорпције може повећати претходним термичким третманом талога од кафе, као и предавање о могућем уклањању малатиона и хлорпирифоса током процесирања воћа и поврћа употребом угљеничних материјала добијеним из целулозе.

Једно од предавања односило се на примену танкослојне хроматографије у процени липофилности деривата хлорацетамида.

Веома интересантно предавање односило се на могућу разградњу тетрафталне киселине, деривата полиетилен тетрафталата, применом микроорганизама као што су Rhodococcus, Enterobacter, Bacillusi Pseudomonas. Објашњено је и како се јони никла из отпадних вода могу уклонити употребом ЛТА зеолита као адсорбенса који се затим термичким третманом на температурама од 900 °C до 1300 °C преводи у стабилну структуру спинела NiAl₂O₄.

Теоријско моделовање материјала

У оквиру секције Теоријско моделовање материјала одржано је 6 предавања. Показано је како се на основу резултата рендгенске дифракције на монокристалу и применом два различита модела, конвенционалног модела независних атома и Хиршфелдовог модела, може одредити кристална структура хинуклидин тиосемикарбазона.Сет изложених студијаје указао да теоријско моделовање процеса експлозије/сагоревања или врсте употребљеног везива и флегматизераможе бити од велике помоћи при предвиђању енергетских перформанси муниције и њиховом даљем развијању и унапређивању. Развијен је и теоријски модел на основу ког су предвиђени редокс потенцијали 9 органских пигмената а резултати су упоређени са онима из литературе. Изложени су резултати ДФТ прорачуна оптичких особина квантних тачака графен оксида, као и како фотогенерисани носиоци наелектрисања утичу на фотоакустични сигнал полупроводника са уским енергетским процепом.

Наноструктурни материјали

У оквиру тематске области Наноструктурни материјали одржано је 19 предавања подељених у три секције.

Сет предавања, инспирисан савременим захтевима да се развију нови извори енергије, био је посвећен материјалима који се користе као (1) катализатори у поступку електролизе воде, (2) гориви спрегови и (3) пуњиве батерије. Показано је како се капацитет складиштења водоника у MgH₂ може повећати додавањем 5 масених % никла у структуру и формирањем MgH₂-Ni.Осим тога приказани су резултати развијања сензора на бази графен оксид /WPA, фотокатализатора за издвајање водоника на бази композита графена са платином,  ZnO sa RuO₂, SrGd₂O₄, BiVO₄ и BaTiO₃/MoO₃/Ag. Развијане су порозне наночестице органских силиката које имају примену за УВ заштиту и користе се у кремама за сунчање. Поред тога, упоређене су физичко-хемијске особине наночестица манган оксида синтетисаних конвенционалном методом и из микроемулзије.

Нове методе синтезе и процесирања

Тематска целина Нове методе синтезе и процесирања подељена је на две секцијеу оквиру којих је одржано 11 предавања.Приказани су резултати развоја наноструктурних композита полиуретан/MXen за примену у електроници. Развијена је еколошка метода синтезе наночестица сребра а затим је испитана њихова генотоксичност. Метода пулсне ласерске депозиције је примењена за раст стронцијум титанатних танких филмова на супстратима од SrO и rGO-Si(001). Испитан је абнормални раст зрна у хладно-ливеној легури AA5182 Al-Mg. Анализирана је промена структурних параметара у механички легираним Cu композитима у зависности од примењене технике млевења. Троје студената основних студија Физичког факултета, Универзитета у Београду, развили су иновативну недеструктивну оптичку технику којом се мере оптичка рефлексија и трансмисиони коефицијент а са применом у пољопривреди и за истраживање физиологије биљака. Приказани су и резултати добијени применом иновативне технике за формирање мезопора у зеолиту 13X помоћу раствора урее у благо алкалној средини, као и брза и ефикасна метода синтезе дозиметара гама зрака базираних на металофталоцијанинима.

Материјали са применом у високим технологијама и Материјали за соларне ћелије нове генерације

Тематска цеина Материјали са применом у високим технологијама одржана је заједно са целином Материјали за соларне ћелије нове генерације. Приказано је 16презентација. Прва група предавања бавила се углавном развојем и тестирањем угљеничних материјала припремљених различитим иновативним техникама. Угљенични материјали припремљени карбонизацијом коштица маслине или винове лозе нашли су примену за припрему електрода које су даље тестиране за електролизу воде. Приказани су и резултати истраживања у којима су као електрокатализатори за електролизу воде коришћени и Ni-MoO₂, Ni-Sn пене, Ni модификован  Rh₂O₃ iCF/AgCl-PPy. Осим тога, чули смо и како се геополимеризован каолин може користити за припрему високо-технолошких керамичких материјала, како врста Al₂O₃ носача утиче на електрокаталитичку ефикасност биосензора на бази Al₂O₃/аскорбат-оксидаза и како хемијски и механички притисак утичу на луминисценцију Cr³⁺-активираних НИР фосфора. Друга група предавања била је посвећена развоју материјала за експлоатацију соларне енергије која има највећи потенцијал међу доступним обновљивим изворима енергије. Приказани су резултати истраживања утицаја депозиције TiO₂ на транспарентни проводни оксид на особине блокирајућег слоја, чија је основна улога да успори рекомбинацију фотогенерисаних носилаца наелектрисања и да обезбеди јаку адхезију између мезопорозног слоја и транспарентног проводног оксида. Проучаван је и потенцијал нових Zn (II) комплекса као материјала за соларне ћелије осетљиве на боју.

Награде

Друштво за истраживање материјала Србије је 2023. године по шеснаести пут било дародавац награде за најбољу презентацију, бесплатне котизације за учешће на Двадесет петој годишњој конференцији YUCOMAT 2024, која ће се одржати од 2. до 6. септембра 2024. године у Херцег Новом, Црна Гора. Основни параметри које су председник Научно-организационог одбора и по два председавајућа на свакој од секција оцењивали били су: (1) квалитет истраживања, што је подразумевало оригиналност, иновативност и напредак у односу на тренутна достигнућа у научној области, и (2) квалитет самог презентовања, тачније, коришћену терминологију, разумевање проблематике, квалитет одговора на питања председавајућих и публике, као и технички квалитет презентације. Између веома великог броја квалитетних излагања, која су по тематици и резултатима у корак са актуелним светским истраживањима, одабрана су четири предавања и додељене четири равноправне награде.

Добитници награда за 2023. годину су: