Prof. dr hab. Andrzej Katrusiak laureat nagrody naukowej im. Marii Skłodowskiej-Curie w dziedzinie chemii za osiągnięcie:

Laboratorium chemii materiałowej w komorze diamentowej
(Lab in a DAC)

Skonstruowana w 1959 roku w USA komora diamentowa nadal zadziwia prostotą działania: dwa współosiowe płasko-zeszlifowane końcówki brylantów zgniatają próbkę. Wyjątkowa twardość diamentu umożliwia osiągnięcie ciśnień o których nikt wtedy nie marzył – wkrótce przekroczono ciśnienie w centrum Ziemi. Właściwości diamentu – odporność chemiczna, niska absorpcja promieniowania rentgenowskiego, UV-vis, IR – leżą u podstaw różnorodnych spektroskopowych i dyfrakcyjnych metod analitycznych pozwalających analizować właściwości materiałów w wysokim ciśnieniu. Równoczesny rozwój technologiczny pozwala rozszerzyć zakres warunków termodynamicznych, na przykład do tysięcy stopni Kelwina dzięki laserom; synchrotrony umożliwiają pomiary dla próbek poniżej mikrona, a detektory CCD skróciły czas pomiarów do milisekund. Wysokie ciśnienia nie tylko otwierają nową perspektywę badań właściwości materiałów, ale pozwalają otrzymywać nowe materiały w wyniku wysokociśnieniowych syntez. Komora ciśnieniowa staje się mikroreaktorem, w którym można zmieniać ciśnienie o tysiące atmosfer, temperaturę o tysiące stopni, niemal dowolnie dobrać środowisko chemiczne reakcji, dowolnie naświetlać reagenty. Obecnie w komorze diamentowej badane są minerały, najważniejsze związki chemiczne, białka, bakterie. W naszym laboratorium, w komorze diamentowej przeprowadzamy reakcje chemiczne „katalizowane” ciśnieniem, ale również wykorzystujemy ogromne zmiany w kryształach ściśniętych nawet o kilkadziesiąt procet ich wyjściowej objetości do wskazania kierunków optymalizacji właściwości materiałów, na przykad poprzez dobór najkorzystniejszych jonów w syntezie materiałów fotowoltaicznych.

Dr hab. Jakub Witkowski laureat nagrody naukowej im. Stanisława Staszica w dziedzinie nauk o Ziemi za osiągnięcie:

Biogeniczna sedymentacja krzemionkowa paleogenu w ujęciu paleoceanograficznym, taksonomicznym i biostratygraficznym

Cykl prac przedstawionych do Nagrody im. Stanisława Staszica został opublikowany na przestrzeni lat 2020-2022. Stanowi on próbę odtworzenia w jak najszerszym kontekście zmieniających się na przestrzeni wczesnego kenozoiku warunków sedymentacji osadów zasobnych w krzemionkę biogeniczną w oceanie światowym. Prace włączone w przedkładany cykl rzucają nowe światło nie tylko na skład taksonomiczny kopalnych zespołów fitoplanktonu krzemionkowego, ale także na złożone powiązania pomiędzy wahaniami klimatycznymi a intensywnością wietrzenia skał krzemianowych na lądach. Jest to tym samym głos w toczącej się obecnie ożywionej dyskusji nad nowym modelem sprzeżęnia zwrotnego wietrzenie-klimat, zakładającym zmieniającą się w czasie siłę związku pomiędzy intensywnością procesów wietrzeniowych a zmianami klimatycznymi. Istotnym elementem przedstawionego cyklu publikacji jest także podsumowanie zmian w rozmieszczeniu głównych typów morskich osadów biogenicznych, wywołanych przez jedne z najważniejszych zdarzeń w ewolucji ziemskiego klimatu na przestrzeni kenozoiku: zdarzenie z granicy paleocen-eocen (tzw. Paleocene-Eocene Thermal Maximum, ok. 56 mln lat temu) oraz zdarzenie z granicy eocen-oligocen (tzw. Eocene-Oligocene Transition, ok. 34 mln lat temu). Przedkładany cykl stanowi wieloaspektowe spojrzenie na problematykę akumulacji biogenicznych osadów krzemionkowych w oceanach wczesnego paleogenu

Dr hab. Bartosz Szyszko laureat nagrody naukowej im. Włodzimierza Kołosa w dziedzinie chemii za:

Cykl 11 prac składających się na osiągnięcie zatytułowane Hybrydy acenów i porfiryn: od nietypowych ligandów do przełączników molekularnych poświęcony jest zagadnieniom  projektowania, syntezy, post-syntetycznej modyfikacji oraz właściwościom koordynacyjnym i spektroskopowym makrocykli łączących cechy strukturalne porfiryn i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. W ramach tak ujętego tematu wyróżnić można dwie wyraźne linie tematyczne, które związane są z poszukiwaniem nietypowych motywów makrocyklicznych o charakterze ligandów dla chemii koordynacyjnej i metaloorganicznej, oraz z projektowaniem makrocykli o charakterze przełączników molekularnych oraz elementów konstrukcyjnych układów supramolekularnych.

Makrocykle łączące cechy strukturalne porfiryn oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych są interesującymi obiektami badawczymi, których szkielet stanowi specyficzne otoczenie chemiczne, pozwalające obserwować unikalne efekty konformacyjne i nietypową reaktywność. W szerszej perspektywie za osiągnięcie dr hab. Szyszko można uznać wykreowanie klasy rozszerzonych karbaporfirynoidów, jako układów interesujących zarówno z perspektywy chemii koordynacyjnej i metaloorganicznej, jak również jako oryginalnych platform pozwalających na obserwację nietypowych reakcji i przemian konformacyjnych.

Dr Karolina Mikulska-Rumińska laureatka nagrody naukowej im. Stefana Pieńkowskiego w dziedzinie fizyki za:

Cykl prac dotyczących wyjaśnienia podstaw molekularnych procesu ferroptozy wraz z określeniem jej efektywnych metod inhibicji przy pomocy biofizyki molekularnej.

Ferroptoza jest niedawno zidentyfikowanym rodzajem regulowanej śmierci komórki powiązanym z chorobami neurodegeneracyjnymi (Alzheimer, Parkinson, Huntington), astmą oraz sepsą. Odgrywa ona istotną rolę w leczeniu nowotworów i może przyczyniać się do degradacji tkanki w urazach mózgu czy w chorobach nerek. Proces ferroptozy ma związek z gromadzeniem się dużej ilości nadtlenków lipidów, które produkowane są m.in. przez białka zwane lipooksygenazami. W konsekwencji prowadzi to do masowej peroksydacji kolejnych lipidów, uszkodzenia błon komórkowych, a w efekcie do śmierci komórki. W nagrodzonym cyklu prac dr Karolina Mikulska-Rumińska wykorzystała metody biofizyki obliczeniowej do wyjaśnienia podstaw molekularnych procesu ferroptozy. Wraz ze współpracownikami odkryła jakie nowe białka i ich interakcje wpływają na proces ferroptozy (m.in. białko PEBP1 oddziałujące z lipooksygenazą zmieniając jej preferencje względem pierwotnego substratu czy fosfolipaza dokonująca hydrolizy nadtlenków lipidów) oraz przemiana jakiego typu lipidów jest sygnałem inicjującym proces ferroptozy. Ponadto dr Mikulska-Rumińska wyjaśniła dlaczego wyższe stężenia tlenku azotu hamują produkcje nadtlenków lipidów, pokazała na poziomie molekularnych współzawodnictwo między tlenkiem azotu i tlenem, niezbędnym do produkcji nadtlenków lipidów oraz opisała jak wygląda mechanizm inhibicji wywoływany Ferrostatyną-1. Niniejsze badania nad ferroptozą posłużą do jej kontrolowanego indukowania w terapiach nowotworowych bądź hamowania w przypadku chorób neurodegeneracyjnych.

Dr Piotr Achinger laureat Nagrody naukowej im. Wacława Sierpińskiego w dziedzinie matematyki za:

Prace z zakresu geometrii algebraicznej, w szczególności w obszarze deformacji, degeneracji i typów homotopii rozmaitości algebraicznych

Wyróżnione badania dotyczą geometrii i topologii rozmaitości algebraicznych, czyli obiektów geometrycznych zdefiniowanych za pomocą równań wielomianowych. Równania te mają współczynniki w ustalonym ciele – w „klasycznej” geometrii algebraicznej jest to ciało liczb zespolonych, lecz tutaj rozważane są inne ciała, np. ciała dodatniej charakterystyki (czyli zawierające ciało reszt z dzielenia przez liczbę pierwszą p) czy ciała z metryką niearchimedesową. Pytania, jakie się pojawiają, i na które badania Achingera dają częściowe odpowiedzi, to: 1) czy można zastosować metody topologii algebraicznej do badania rozmaitości nad dowolnym ciałem?, 2) w jaki sposób topologia rozmaitości w charakterystyce dodatniej różni się od topologii rozmaitości zespolonych?, 3) czy daną rozmaitość w charakterystyce dodatniej można „podnieść” do rozmaitości zespolonej?

W szczególności, w kontekście drugiego pytania Achinger pokazał, że każda afiniczna rozmaitość algebraiczna w dodatniej charakterystyce jest tzw. przestrzenią K(pi, 1), czyli jej wyższe grupy homotopii są zerowe – równoważnie, jej grupa podstawowa („grupa pętli”) opisuje ją całkowicie z dokładnością do homotopii.

Dr hab. Zofia Dubicka laureatka nagrody naukowej im. Ignacego Domeyki w dziedzinie nauk o Ziemi za osiągniecie o nazwie:

Ewolucja i znaczenie otwornic bentonicznych w naukach o Ziemi

Przedstawione osiągnięcie naukowe dotyczy badań nad otwornicami – morskimi organizmami jednokomórkowymi. Otwornice, ze względu na zdolność do mineralizacji (wytwarzania kalcytowego szkieletu), wnoszą istotny wkład w globalną produkcję węglanu wapnia, ale również zachowują się w stanie kopalnym w formie mikroskamieniałości. Dzięki temu, w naukach o Ziemi a także badaniach oceanograficznych, stanowią niezwykle użyteczne narzędzie do badań nad przebiegiem zmian środowiskowych takich jak zmiany klimatu czy chemizmu oceanu. Prowadzone przeze mnie badania nad otwornicami z różnych okresów – od paleozoicznych po współczesne, dotyczyły rozmaitych zagadnień związanych z ich ewolucją, podziałem systematycznym, mineralogią, ekologią czy zapisem geochemii wody morskiej w ich skorupkach. Moje autorskie badania wykazały m.in., że sukces klasyfikacyjny otwornic środkowodewońskich był prawdopodobnie związany z wykształceniem procesu endosymbiozy między otwornicami a organizmami fotosyntetyzującymi. Udokumentowałam również, że tradycyjnie wyróżniany rząd Fusulinida obejmujący wszystkie paleozoiczne otwornice wapienne jest podziałem sztucznym. W rzeczywistości otwornice paleozoiczne były o wiele bardziej zróżnicowane – reprezentują minimum trzy odrębne grupy systematyczne wyższego rzędu chrakteryzujące się nieco odmiennym sposobem biomineralizacji. Ponadto uzupełniłam istniejący podział systematyczny otwornic – opracowany w oparciu o dane molekularne, nowo zebranymi informacjami płynącymi z analizy strukturalnej skorupek. Umożliwia to prawidłową (zgodną z przebiegiem procesów ewolucyjnych oraz podziałem występującym w warunkach naturalnych) klasyfikację otwornic kopalnych na najwyższych szczeblach drabiny taksonomicznej.

Źródło zdjęć: Polska Akademia Nauk