Dvadeset prva konferencija mladih istraživača „Nauka i inženjerstvo novih materijala“

Autor: dr Smilja Marković
6. februar 2024.

Dvadeset prva konferencija mladih istraživača „Nauka i inženjerstvo novih materijala“ (21^st Young Researchers¢ Conference - Materials Science and Engineering) održana je u Beogradu od 29. novembra do 1. decembra 2023. godine. Konferenciju su zajednički organizovali Institut tehničkih nauka SANU i Društvo za istraživanje materijala Srbije uz finansijsku podršku Ministarstva nauke, tehnološkog razvoja i inovacija Republike Srbije.

Cilj konferencije, od prve održane davne 2002. godine do danas, jeste da se mladim istraživačima - studentima osnovnih, master i doktorskih studija, kao i doktorima nauka mlađim od 35 godina, koji se bave naukom i inženjerstvom novih materijala, omogući da prikažu svoje rezultate, diskutuju sa iskusnijim istraživačima koji predsedavaju sekcijama, sretnu kolege iz drugih institucija, razmene iskustva i ostvare kontakte za buduću saradnju. Članovi naučno-organizacionog odbora i organizatori konferencije, koje su tokom prethodne 21 godine činili entuzijasti, istraživači iz ITN SANU, Instituta za nuklearne nauke „Vinča“, Tehnološko-metalurškog fakulteta Univerziteta u Beogradu, i volonteri iz mnogih instituta i sa fakulteta Univerziteta u Beogradu koji se bave naukom i inženjerstvom novih materijala, ostali su pri početnom stavu da su svi učesnici oslobođeni plaćanja kotizacije.

Teme

Konferencija mladih istraživača je od 2008. godine međunarodna, a zvanični jezik je engleski. Radovi koji su izloženi tokom ovogodišnje konferencije su interdisciplinarni, pri čemu su prikazani kako naučni rezultati tako i rezultati koji se tiču inženjerstva materijala. Radovi su izlagani u okviru sedam tematskih oblasti:

• Biomaterijali
• Teorijsko modelovanje materijala
• Nanostrukturni materijali
• Nove metode sinteze i procesiranja materijala
• Materijali sa primenom u visokim tehnologijama
• Materijali sa primenom u zaštiti životne sredine
• Materijali za solarne ćelije nove generacije.

Sve prezentacije bile su usmene i trajale su po 15 minuta.

Učesnici

Za učestvovanje na Dvadeset prvoj konferenciji mladih istraživača prijavilo se 86 mladih naučnika iz 10 zemalja: Bosne i Hercegovine (2), Brazila (1), Indije (1), Nemačke (1), Poljske (4), Rusije (1), Slovačke (2), Srbije (69), Ukrajine (2), Crne Gore (2) i Češke Republike (1). Od 86 prijavljenih apstrakata izloženo je 76. Oko 80% učesnika bilo iz Srbije.Učesnici iz Srbije su na Konferenciji prikazivali rezultate projekata Institucionalnog finansiranja, projekata Promis i IdejeFonda za nauku, bilateralnih projekata, projekata saradnje sa dijasporom, kao i projekata saradnje sa privredom.

Program

Konferenciju su otvorile dr Ivana Dinić i dr Sonja Jovanović, potpredsednice naučno-organizacionog odbora KMI. Nakon predstavljanja statističkih podataka sa prethodnih konferencija kao i podsećanja o njenom razvoju i značaju za mlade istraživače, posebno u Srbiji, dodeljene su plakete dobitnicima nagrada za najbolje prezentacije iz 2022. godine.

Nakon ceremonije otvaranja započeo je programski deo konferencije, a prva tematska celina bila je, već tradicionalno, posvećena biomaterijalima.

Biomaterijali

Tematska oblast Biomaterijali organizovana je u tri sekcije sa ukupno 16 predavanja. Prikazani su rezultati sinteze i karakterizacije materijala koji se primenjuju u stomatologiji, protetici i ortopediji. Čuli smo kakve su mehaničke i antibakterijske osobine, kao i bioaktivnost, dentalnih cementa baziranih na a-trikalcijum fosfatu i bor nitridu, kao i o razvoju makroporoznih biokeramičkih materijala baziranih na kalcijum-hidroksiapatitu dopiranog sa više različitih katjona i obloženim hitozanom. Objašnjena je mogućnost inkapsulacije i kontrolisanog otpuštanja vitamina B12 upotrebom proteina RuBisCO ekstrahovanog iz lišća bundeve. Za kontrolisano otpuštanje biološki aktivnih komponenata korišćeni su i aerogelovi impregnirani skrobom u superkritičnim uslovima CO₂.

Upoređene su fizičko-hemijske osobine membrana izolovanih iz različitih sojeva bakterije Legionella (Legionella micdadei, Legionella dumoffii i Legionella gormanii) a zatim je ispitivana interakcija humanog katelicidina  (LL-37), antimikrobnog peptida, sa izolovanim membranama. Utvrđeno je da su membrane izolovane iz Legionella gormanii mnogo manje rezistentne prema delovanju LL-37 nego membrane izolovane iz Legionella micdadei i Legionella dumoffii.

Prikazani su rezultati istraživanja aktivnosti čestica resveratrola prema rastu i formiranju biofilmova izazvanih delovanjem bakterije Pseudomonas aeruginosa. Uočeno je da prisustvo resveratrola u različitim koncentracijama može da inhibira formiranje biofilmova i do 90%.

Održan je set predavanja na temu uzgoja koštanih ćelija iz različitih izvora upotrebom perfuzionog bioreaktora i skela od alginata.

Rezultati istraživanja uticaja nanostrukturnih čestica bifaznog kalcijum-fosfata obloženog poli-D,L-laktid-ko-glikolidom na proliferaciju matičnih ćelija izolovanih iz dentalne pulpe u  in vitro uslovima pokazali su da stepen proliferacije zavisi od koncentracije nanostrukturnih čestica.

Uporedna analiza reakcije potkožnog tkiva miševa na membrane kolagena različitog porekla, u zavisnosti od toga da li im je dodavana krv ili ne, pokazala je da tkivo bolje reaguje na membrane, bez obzira na njihovo poreklo, u slučajevima kada je kolagenu dodavana i krv.

Jedno od istraživanja odnosilo se na mogućnosti primene bioaktivnog stakla obogaćenog oksidovanom celulozom kao biomastila za regenerativnu medicinu. Održana su i predavanja o višestrukoj primeni magnetnih nanočestica  Fe₂O₃ u zaštiti životne sredine i biomedicini, a prikazane su i mogućnosti primene atomske i molekulske spektroskopije u forenzici.

Materijali sa primenom u zaštiti životne sredine

U okviru tematske oblasti Materijali sa primenom u zaštiti životne sredine održano je 8 predavanja koja su bila organizovana u dve sekcije. Prva sekcija bila je posvećena primeni prirodnih materijala na bazi glina kao što su kaolin i bentonit, ili zeolita, i razvoju materijala sa poboljšanim osobinama za sorpciju ili degradaciju polutanata iz vode.

Prikazani su rezultati primene bentonita modifikovanog katjonskim površinski aktivnim supstancama za apsorpciju karbamazepina, upotrebe brušit-metakaolinskog geopolimera za fitostabilizaciju zemljišta kontaminiranog jonima olova i poboljšanju sorpcionog kapaciteta prirodne gline pirofilita jednostavnim ultrazvučnim tretmanom.

Čuli smo zanimljivo predavanje o mogućoj upotrebi istrošenog taloga od kafe za uklanjanje hlorpirifosa iz vode i kako se kapacitet apsorpcije može povećati prethodnim termičkim tretmanom taloga od kafe, kao i predavanje o mogućem uklanjanju malationa i hlorpirifosa tokom procesiranja voća i povrća upotrebom ugljeničnih materijala dobijenim iz celuloze.

Jedno od predavanja odnosilo se na primenu tankoslojne hromatografije u proceni lipofilnosti derivata hloracetamida.

Veoma interesantno predavanje odnosilo se na moguću razgradnju tetraftalne kiseline, derivata polietilen tetraftalata, primenom mikroorganizama kao što su Rhodococcus, Enterobacter, Bacillusi Pseudomonas. Objašnjeno je i kako se joni nikla iz otpadnih voda mogu ukloniti upotrebom LTA zeolita kao adsorbensa koji se zatim termičkim tretmanom na temperaturama od 900 °C do 1300 °C prevodi u stabilnu strukturu spinela NiAl₂O₄.

Teorijsko modelovanje materijala

U okviru sekcije Teorijsko modelovanje materijala održano je 6 predavanja. Pokazano je kako se na osnovu rezultata rendgenske difrakcije na monokristalu i primenom dva različita modela, konvencionalnog modela nezavisnih atoma i Hiršfeldovog modela, može odrediti kristalna struktura hinuklidin tiosemikarbazona.Set izloženih studijaje ukazao da teorijsko modelovanje procesa eksplozije/sagorevanja ili vrste upotrebljenog veziva i flegmatizeramože biti od velike pomoći pri predviđanju energetskih performansi municije i njihovom daljem razvijanju i unapređivanju. Razvijen je i teorijski model na osnovu kog su predviđeni redoks potencijali 9 organskih pigmenata a rezultati su upoređeni sa onima iz literature. Izloženi su rezultati DFT proračuna optičkih osobina kvantnih tačaka grafen oksida, kao i kako fotogenerisani nosioci naelektrisanja utiču na fotoakustični signal poluprovodnika sa uskim energetskim procepom.

Nanostrukturni materijali

U okviru tematske oblasti Nanostrukturni materijali održano je 19 predavanja podeljenih u tri sekcije.

Set predavanja, inspirisan savremenim zahtevima da se razviju novi izvori energije, bio je posvećen materijalima koji se koriste kao (1) katalizatori u postupku elektrolize vode, (2) gorivi spregovi i (3) punjive baterije. Pokazano je kako se kapacitet skladištenja vodonika u MgH₂ može povećati dodavanjem 5 masenih % nikla u strukturu i formiranjem MgH₂-Ni.Osim toga prikazani su rezultati razvijanja senzora na bazi grafen oksid /WPA, fotokatalizatora za izdvajanje vodonika na bazi kompozita grafena sa platinom,  ZnO sa RuO₂, SrGd₂O₄, BiVO₄ i BaTiO₃/MoO₃/Ag. Razvijane su porozne nanočestice organskih silikata koje imaju primenu za UV zaštitu i koriste se u kremama za sunčanje. Pored toga, upoređene su fizičko-hemijske osobine nanočestica mangan oksida sintetisanih konvencionalnom metodom i iz mikroemulzije.

Nove metode sinteze i procesiranja

Tematska celina Nove metode sinteze i procesiranja podeljena je na dve sekcijeu okviru kojih je održano 11 predavanja.Prikazani su rezultati razvoja nanostrukturnih kompozita poliuretan/MXen za primenu u elektronici. Razvijena je ekološka metoda sinteze nanočestica srebra a zatim je ispitana njihova genotoksičnost. Metoda pulsne laserske depozicije je primenjena za rast stroncijum titanatnih tankih filmova na supstratima od SrO i rGO-Si(001). Ispitan je abnormalni rast zrna u hladno-livenoj leguri AA5182 Al-Mg. Analizirana je promena strukturnih parametara u mehanički legiranim Cu kompozitima u zavisnosti od primenjene tehnike mlevenja. Troje studenata osnovnih studija Fizičkog fakulteta, Univerziteta u Beogradu, razvili su inovativnu nedestruktivnu optičku tehniku kojom se mere optička refleksija i transmisioni koeficijent a sa primenom u poljoprivredi i za istraživanje fiziologije biljaka. Prikazani su i rezultati dobijeni primenom inovativne tehnike za formiranje mezopora u zeolitu 13X pomoću rastvora uree u blago alkalnoj sredini, kao i brza i efikasna metoda sinteze dozimetara gama zraka baziranih na metaloftalocijaninima.

Materijali sa primenom u visokim tehnologijama i Materijali za solarne ćelije nove generacije

Tematska ceina Materijali sa primenom u visokim tehnologijama održana je zajedno sa celinom Materijali za solarne ćelije nove generacije. Prikazano je 16prezentacija. Prva grupa predavanja bavila se uglavnom razvojem i testiranjem ugljeničnih materijala pripremljenih različitim inovativnim tehnikama. Ugljenični materijali pripremljeni karbonizacijom koštica masline ili vinove loze našli su primenu za pripremu elektroda koje su dalje testirane za elektrolizu vode. Prikazani su i rezultati istraživanja u kojima su kao elektrokatalizatori za elektrolizu vode korišćeni i Ni-MoO₂, Ni-Sn pene, Ni modifikovan  Rh₂O₃ iCF/AgCl-PPy. Osim toga, čuli smo i kako se geopolimerizovan kaolin može koristiti za pripremu visoko-tehnoloških keramičkih materijala, kako vrsta Al₂O₃ nosača utiče na elektrokatalitičku efikasnost biosenzora na bazi Al₂O₃/askorbat-oksidaza i kako hemijski i mehanički pritisak utiču na luminiscenciju Cr³⁺-aktiviranih NIR fosfora. Druga grupa predavanja bila je posvećena razvoju materijala za eksploataciju solarne energije koja ima najveći potencijal među dostupnim obnovljivim izvorima energije. Prikazani su rezultati istraživanja uticaja depozicije TiO₂ na transparentni provodni oksid na osobine blokirajućeg sloja, čija je osnovna uloga da uspori rekombinaciju fotogenerisanih nosilaca naelektrisanja i da obezbedi jaku adheziju između mezoporoznog sloja i transparentnog provodnog oksida. Proučavan je i potencijal novih Zn (II) kompleksa kao materijala za solarne ćelije osetljive na boju.

Nagrade

Društvo za istraživanje materijala Srbije je 2023. godine po šesnaesti put bilo darodavac nagrade za najbolju prezentaciju, besplatne kotizacije za učešće na Dvadeset petoj godišnjoj konferenciji YUCOMAT 2024, koja će se održati od 2. do 6. septembra 2024. godine u Herceg Novom, Crna Gora. Osnovni parametri koje su predsednik Naučno-organizacionog odbora i po dva predsedavajuća na svakoj od sekcija ocenjivali bili su: (1) kvalitet istraživanja, što je podrazumevalo originalnost, inovativnost i napredak u odnosu na trenutna dostignuća u naučnoj oblasti, i (2) kvalitet samog prezentovanja, tačnije, korišćenu terminologiju, razumevanje problematike, kvalitet odgovora na pitanja predsedavajućih i publike, kao i tehnički kvalitet prezentacije. Između veoma velikog broja kvalitetnih izlaganja, koja su po tematici i rezultatima u korak sa aktuelnim svetskim istraživanjima, odabrana su četiri predavanja i dodeljene četiri ravnopravne nagrade.

Dobitnici nagrada za 2023. godinu su: