„Podczas spotkania inauguracyjnego, które odbyło się dzień przed uroczystym wręczeniem stypendium Start, powiedziano nam, żeby nie osiadać na laurach i nie spoczywać na jednym szczycie, który udało nam się zdobyć, bo przecież na świecie jest więcej ośmiotysięczników, a nie tylko jeden. Te słowa mocno utkwiły mi w głowie” - mówi mgr Mateusz Baluk z Wydziału Chemii UG.

- Jak to jest być jednym z najzdolniejszych młodych naukowców w Polsce?

- Na początku czułem się wyróżniony. Jednak, gdy przyjechałem na spotkanie integracyjne, które odbyło się tuż przed wręczeniem nagrody, zobaczyłem, że takich jak ja, dobrze się zapowiadających młodych naukowców jest znacznie więcej. Jestem więc zwykłym doktorantem, który po prostu robi swoje.

Podczas tego spotkania powiedziano nam, żeby nie osiadać na laurach i nie spoczywać na jednym szczycie, który udało nam się zdobyć, bo przecież na świecie jest więcej ośmiotysięczników, a nie tylko jeden. Te słowa mocno utkwiły mi w głowie.

Przyznam, że wszystkie projekty, które zgłosiłem do Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej, ubiegając się o stypendium Start, były trochę poboczne. Nie ograniczam się do indywidualnego planu badawczego, a na materiały, nad którymi pracuję, patrzę w sposób interdyscyplinarny. Jeśli wytworzony materiał jest nieaktywny w reakcjach fotokatalitycznych, którymi się głównie zajmuję, to sprawdzam, gdzie jeszcze może mieć zastosowanie. Takie podejście potencjalnie może prowadzić do opracowania patentu i działań na większą skalę.

- Pierwszy ośmiotysięcznik został więc zdobyty. Jakie ma Pan dalsze plany?

- Kilka dni po otrzymaniu stypendium dowiedziałem się, że mój projekt „Zielona nieskończoność: Multi-Mix-MOF urodzone z PET do produkcji paliw słonecznych” dostał dofinansowanie z Narodowego Centrum Nauki w ramach konkursu OPUS 29 na kwotę 2,2 mln zł. Było to dla mnie ogromne zaskoczenie, ponieważ z tego, co słyszałem, jestem pierwszym w historii „Opusów” doktorantem z Uniwersytetu Gdańskiego, który otrzymał takie finansowanie.

Jednocześnie chciałbym podziękować mojej promotor, prof. dr hab. inż. Adrianie Zaleskiej-Medynskiej, która pokazała mi zastosowanie nanomateriałów i materiałów porowatych w fotokatalizie i włączyła mnie w prace nad różnymi projektami badawczymi i badawczo-rozwojowymi, które wzmocniły mój dorobek naukowy.

- Pana badania mają zastosowanie w oczyszczaniu powietrza. To bardzo ważny temat, zważywszy, że rocznie w Polsce z powodu smogu umiera około 40 tysięcy osób. Wyobraźmy więc sobie, że co roku z mapy Polski znika Łowicz czy Żory.

- Człowiek produkuje zanieczyszczenia - taki jest fakt. Należy unikać ich generowania,  eliminować je na wszelkie sposoby - lub, jak ja, produkować materiały, optymalizować je i poszukiwać nowych metod degradacji odpadów czy też produkcji nowych surowców odnawialnych.

Wprawdzie większość moich badań to badania podstawowe, ale jestem w trakcie pracy nad zgłoszeniami patentowymi.

Ostatnio brałem udział w projekcie badawczo-rozwojowym (w ramach programu Inkubator Innowacyjności), w którym razem z zespołem opracowywaliśmy użytkowe sorbenty w formie tabletek na bazie szkieletów metalo-organicznych (MOFs, z ang. metal-organic frameworks) - czyli materiałów porowatych zbudowanych ze skoordynowanych jonów metali i łączników organicznych, które połączone tworzą struktury przypominające rusztowania. Takie materiały mogą być wykorzystywane do oczyszczania biogazu z dwutlenku węgla lub siarkowodoru lub być zastosowane jako sorbent innych zanieczyszczeń ze strumieni gazów.   

Obecnie jestem zaangażowany w pracę (w ramach projektu finansowanego z grantu PRELUDIUM) nad produkcją cienkich filmów - nanorurek ditlenku tytanu modyfikowanych przez MOFs. Finalnie te materiały wykorzystuję do produkcji użytecznych paliw, np. metanolu, metanu czy kwasu mrówkowego, w wyniku fotoredukcji dwutlenku węgla. A to, co będę robić dalej (w ramach otrzymanego niedawno finansowania z programu OPUS), to otrzymywać MOFs z odpadowego PET (butelek lub innych tworzyw) i wykorzystywać te materiały do fotogenerowania wodoru.

- Czym wyróżniają się te projekty, że stara się Pan o patent?

- Tworzę materiały na bazie węgla i różnych metali, które dzięki wyjątkowym właściwościom selektywnej absorbcji gazów pochłaniają dwutlenek węgla. Takie materiały mogą być wykorzystywane w oczyszczaniu biogazu, który dzięki redukcji CO2 zwiększy swoją wartość opałową. Mówiąc prościej, po przepuszczeniu biogazu przez otrzymane separatory i oczyszczeniu go z dwutlenku węgla powstanie więcej energii ze spalania oczyszczonego biogazu, bo trzeba pamiętać, że CO2 nie można spalić, nie ma więc wartości opałowej. Muszę wspomnieć, że badania nad tymi materiałami zostały wyróżnione III miejscem w pierwszej edycji konkursu Young Fahrenheit, jako najlepszy projekt do komercjalizacji.

- Nad czym pracuje Pan w ramach swojej rozprawy doktorskiej?

- Głównie tworzę materiały porowate na bazie tytanu lub hybrydy tych materiałów, czyli na przykład tlenek tytanu (IV) z  tytanowymi MOFs do reakcji fotokatalitycznej.

Materiały porowate na bazie tytanu lub hybrydowe materiały z tlenkami metali (np. tlenkiem tytanu lub tlenkiem miedzi) wykorzystuję do reakcji, w której pod wpływem kwantów promieniowania (np. promieni słonecznych) dochodzi do wzbudzenia tego materiału. Taki wzbudzony materiał wykazuje specyficzne właściwości, które można wykorzystać do usuwania zanieczyszczeń, zamiany dwutlenku węgla na użyteczne paliwa czy też do generowania wodoru (zielonego paliwa).

- Dlaczego zajął się Pan ochroną środowiska?

- W mieście, z którego pochodzę, zanieczyszczenie powietrza jest dosyć wysokie i ciężko znosiłem jego skutki. Zawsze interesowałem się nanomateriałami i w toku studiów zacząłem otrzymywać takie nanomateriały, które mogły w łatwy i szybki sposób być wykorzystane w usuwaniu zanieczyszczeń z powietrza.

- Zajmuje się Pan także popularyzacją nauki - na tym polu również otrzymuje Pan liczne nagrody i wyróżnienia.

- Na początku studiów dołączyłem do Naukowego Koła Chemików Uniwersytetu Gdańskiego i tak zaczęła się moja przygoda z popularyzacją nauki. To dla mnie połączenie nauki i zabawy oraz pokazywanie w prosty sposób, że chemia nie jest taka zła.

Szybko połknąłem bakcyla i zacząłem angażować się w kolejne działania pokazujące osiągnięcia nauki w przystępny sposób. Już jako doktorant, w ramach Krajowej Reprezentacji Doktorantów, włączyłem się w organizację konkursu Popularyzacja Nie boli. Grupa, której byłem mentorem, zdobyła III miejsce w tymże konkursie. Uczestniczyłem w rozpowszechnieniu kampanii Studia na migi czy też włączyłem się w popularyzację nowych rozwiązań dla młodych ludzi, którzy dopiero wkraczają w dorosłość. Za największe osiągnięcie w ramach działań popularyzacyjnych mogę wymienić tytuł finalisty ogólnopolskiego konkursu Popularyzator Nauki 2023, organizowanego przez PAP i portal  Nauka w Polsce.

- Jednym z Pana działań związanych z popularyzacją nauki było nagranie filmiku, jak zbudować ogniwo słoneczne przy wykorzystaniu soku z czarnych jagód.

- Z okazji Dnia Otwartego Wydziału Chemii postanowiliśmy razem z koleżankami z katedry przygotować coś oryginalnego, a ponieważ był środek pandemii, stwierdziliśmy, że nagramy filmik. Sok z czarnych jagód wykorzystaliśmy jako barwnik do otrzymania ogniwa fotowoltaicznego „przechwytującego światło” i wytwarzającego prąd.  

Wielka szkoda, że nie mogliśmy naszego doświadczenia przedstawić na żywo i nie mogłem zobaczyć reakcji uczniów, bo to właśnie - jakkolwiek górnolotnie to zabrzmi - dla jednego uśmiechu zrozumienia młodego człowieka zaangażowałem się w popularyzację nauki. 

Nigdy jako dziecko nie widziałem podobnych eksperymentów. Gdy miałem 10 lat, wziąłem udział w pokazie pierwszej pomocy. To było wszystko. Mieszkałem na peryferiach mniejszego miasteczka, więc pewnie dlatego miałem trochę mniejsze możliwości uczestnictwa w różnego rodzaju atrakcjach.

Na kolejnych etapach edukacyjnych nauczycielka chemii w gimnazjum pokazała nam kilkanaście prostych eksperymentów związanych z właściwościami metali, kwasów czy zasad. O bardziej skomplikowanych eksperymentach w liceum można było sobie pomarzyć. Moja wyobraźnia musiała więc ostro pracować, żebym sobie wyobraził i zapamiętał różne reakcje chemiczne.

- Jak to się stało, że wybrał Pan właśnie chemię?

- Zawsze chciałem być nauczycielem chemii. Byłem „tym lepszym” w klasie w liceum z tego przedmiotu - nie tylko dlatego, że najlepiej pisałem klasówki, ale dlatego, że ją po prostu rozumiałem. A rozumiałem ją dlatego, że uczyłem się, ucząc kogoś. I tak mi już zostało.

Na studiach podobnie. Przed kolokwiami próbowałem tłumaczyć innym poszczególne działy i im więcej wyjaśniałem innym, tym sam lepiej rozumiałem zawiłości chemii fizycznej, teoretycznej czy analitycznej.

Już w szkole średniej wiedziałem, że z nauczaniem chemii chciałbym związać swoją przyszłość. W Gdańsku natomiast studiowała moja nauczycielka chemii, dzięki której pokochałem tę dziedzinę nauki. Pomyślałem, że wspaniale byłoby mieszkać i studiować nad morzem.

Rozpoczynając studia, wiedziałem, że chcę być nauczycielem chemii, ale już na I roku uświadomiłem sobie, że chcę zostać na uczelni. Dlatego zacząłem realizować większy zakres materiału niż inni studenci. Od II roku studiów zacząłem dodatkowo pracować naukowo w Katedrze Technologii Środowiska, w której jestem. I tak trzymam.

- Nie rezygnuje Pan jednak z popularyzacji nauki?

- Przyznam, że praca naukowa mnie pochłonęła i koncentruję się na realizacji kolejnych projektów, badań i zadań, ale staram się nie rezygnować z upowszechniania nauki - próbuję to robić np. w mediach społecznościowych. Jest to bardzo trudne, ponieważ popularyzatorzy nauki muszą konkurować o widownię z materiałami przeznaczonymi wyłącznie do rozrywki, a nie do poszerzenia swojej wiedzy. Dodatkowo chętnie angażuję się w wydarzenia organizowane nie tylko na naszej uczelni.

Kiedy tylko mogę, staram się przemycać elementy popularyzacji nauki podczas zajęć ze studentami. Na przykład w poprzednie wakacje z grupą studentów budowaliśmy prototyp elektrowni przyszłości produkującej wodór. Ale oprócz typowych badań naukowych i budowy prototypowego urządzenia do generowania wodoru z wody morskiej popularyzowaliśmy rozwiązania naszego projektu i odnawialną technologię w szkołach podstawowych, podczas konferencji i w mediach społecznościowych.

Wspomnę, że smutne jest to, że osoba, która zajmuje się popularyzacją nauki, robi to zazwyczaj wolontaryjnie, bo niestety w naszym kraju popularyzator nauki wciąż nie jest oficjalnym zawodem. Chciałbym zaapelować o zarejestrowanie tego zawodu i wspomaganie naukowców, którzy upowszechniają naukę, jeśli dobrze to robią.

- Jakie są Pana pasje? Co Pan robi poza życiem naukowym?

- Moją odskocznią jest właśnie popularyzacja nauki. Obecnie w Krajowej Reprezentacji Doktorantów nagrywam podcasty, w których prowadzę wywiady z doktorantami z całej Polski o tym, jak przygotować dysertację, z jakimi problemami mierzą się uczelnie i jakie mają rady dla młodych i przyszłych doktorantów.  

Myślę, że bycie naukowcem to nie praca, a styl życia, bo coraz częściej łapię się na tym, że niemal ciągle myślę o swojej pracy, o tym, co można zrobić inaczej, lepiej, dalej. To nie jest tak, że kończę badania, wychodzę z pracy i natychmiast przestaję o tym myśleć. Wręcz przeciwnie. Wciąż analizuję, zastanawiam się, czy osiągnę zamierzony efekt, a może będzie lepiej, jeśli zmienię jakiś parametr. Codzienne życie poza uczelnią może stanowić inspirację do dalszych badań. Zajmując się nauką, trzeba być zaciekawionym światem - w przeciwnym razie można się szybko wypalić.