Dr inż. Marcin Filipiak, dr inż. Magdalena Flont oraz dr inż. Piotr Wiśniewski  to autorzy wniosków, którym przyznano finansowanie w konkursie Narodowego Centrum Nauki – SONATA 19.

24 maja 2024 r. Narodowe Centrum Nauki przedstawiło listy rankingowe projektów zakwalifikowanych do finansowania w ramach konkursów ogłoszonych przez NCN 15 września 2023 r.: konkursu na projekty badawcze – OPUS26 oraz konkursu na projekty badawcze dla osób posiadających stopień naukowy doktora w okresie od 2 do 7 lat – SONATA 19.

W tej edycji konkursu SONATA wybrano aż trzy projekty złożone przez naukowców z CEZAMAT PW – dr. inż. Marcina Filipiaka (Dział Diagnostyki Medycznej), dr inż. Magdalenę Flont (Dział Biotechnologii Medycznej) oraz dr. inż. Piotra Wiśniewskiego (Dział Inteligentnych Systemów Półprzewodnikowych).

Gratulujemy!

Źródło: https://www.ncn.gov.pl/konkursy/wyniki/2023-05-24-opus26-sonata19

---

 

dr inż. Marcin Filipiak, Pokonywanie ograniczeń wynikających z ekranowania Debye’a z pomocą hybrydowych grafenowonanorurkowych urządzeń w wielobiomarkerowej diagnostyce sepsy

Tranzystory polowe (ang. field-effect transistors – FET) są podstawą całej dzisiejszej elektroniki i istnieją już od ponad 70 lat. Składają się one z trzech przyłączy – źródła i drenu połączonych kanałem półprzewodnikowym oraz bramki. Działanie tranzystora polowego byłoby znacznie łatwiejsze do zrozumienia dzięki analogii z kranem. Rura dostarczająca wodę to źródło, a odpływ – dren. Zawór można uznać za bramkę, którą możemy kontrolować i tym samym sterować (efekt pola elektrycznego) przepływem wody (w tranzystorze polowym – elektronami i dziurami elektronowymi) z kranu. Ponieważ masowa produkcja mikroczipów elektronicznych jest dobrze rozwinięta, naukowcy próbują wykorzystać FET’y w (bio)chemii do określenia ważnych parametrów ciała – biomarkerów specyficznych dla określonej choroby.  Projekt ma na celu wykorzystanie hybrydowych urządzeń opartych o jednościenne nanorurki węglowe i grafen do równoległego określenia stężeń wymienionych biomarkerów i dzięki temu w przyszłości zastosowania właściwego podejścia terapeutycznego. Oczekujemy, że dzięki naszemu nowatorskiemu nanomateriałowi hybrydowemu osiągniemy ten cel i pomożemy zmniejszyć liczbę ofiar śmiertelnych sepsy.

 

 

dr inż. Magdalena Flont, Zastosowanie mikrosystemów Cell-on-a-chip do badań przebiegu oraz monitorowania leczenia obwodowych chorób demielinizacyjnych o podłożu autoimmunizacyjnym

Celem proponowanego projektu jest opracowanie nowego modelu komórkowego opartego na ludzkich komórkach obwodowego układu nerwowego dzięki zastosowaniu przepływowych systemów mikrobioanalitycznych. Według danych statystycznych zaburzenia neurologiczne są główną przyczyną niepełnosprawności i drugą co do wielkości przyczyną zgonów na świecie. Ludzki układ nerwowy jest bardzo złożony i pomimo znacznych wysiłków naukowców, neurologia nadal pozostaje jednym z najbardziej podatnych na niepowodzenia obszarów badawczych. W odpowiedzi na ważny problem społeczny, jaki stanowią rzadkie choroby demielinizacyjne o podłożu autoimmunologicznym, zwane także neuropatiami obwodowymi (np. syndrom Guillaina-Barré, przewlekła zapalna polineuropatia demielinizacyjna i wieloogniskowa neuropatia ruchowa) proponujemy badania nad wytworzeniem zupełnie nowego modelu komórkowego, który będzie lepiej odzwierciedlał warunki wzrostu i procesy komórkowe zachodzące w sieci neuronowej.

 

 

dr inż. Piotr Wiśniewski, Badanie właściwości przyrządów RRAM na bazie tlenku krzemu na potrzeby inżynierii neuromorficznej

Wzrost stopnia integracji układów scalonych oraz rosnąca częstotliwość ich pracy powodują niepożądany wzrost wydzielanej mocy, co obecnie stanowi jeden z poważniejszych problemów we współczesnej mikroelektronice oraz szeroko rozumianych systemach komputerowych, które zdominowane zostały przez wszechobecne systemy wbudowane. Współczesne procesory, przetwarzając duże ilości zaawansowanych danych, wymagają niemalże nieustannej komunikacji z zewnętrzną pamięcią RAM, co musi się przełożyć na ograniczenie efektywnej szybkości ich działania oraz drastyczny wzrost pobieranej mocy. Od wielu lat rośnie zainteresowanie innym sposobem wykonywania obliczeń, który pozwoli na zwiększenie wydajności oraz zmniejszenie poboru mocy. Najbardziej wydajną, znaną ludzkości, „jednostką obliczeniową” jest mózg człowieka, który w czasie rzeczywistym może wykonywać tak skomplikowane zadania jak rozpoznawanie obrazu, rozpoznawanie mowy czy też inne operacje pozwalające na funkcjonowanie organizmu – przy stosunkowo niskim poborze mocy ok. 20 W. Z tego powodu nowe sposoby wykonywania obliczeń są testowane, np. neuromorficzne, stochastyczne, wewnątrz pamięci. Elementy elektroniczne, które wykazują właściwości wymagane do zastosowań w tego typu systemach to m. in. struktury w postaci pamięci RRAM. Zmieniając napięcie pomiędzy elektrodami możliwa jest zmiana rezystancji takiej struktury, przy czym proces ten jest odwracalny, a zapisana informacja jest nieulotna. Struktury takie mogą być stosunkowo łatwo wytworzone w postaci matryc przyrządów. Celem projektu jest opracowanie technologii wytwarzania struktur RRAM z dielektrykiem w postaci tlenku krzemu wykazującym rezystancyjne przełączanie. Przyrządy będą badane z wykorzystaniem charakteryzacji elektrycznej bazującej, w głównej mierze, na pomiarach statycznych, małosygnałowych oraz impulsowych. Na tej podstawie zostaną opracowane modele przyrządów, zbadane zjawiska fizyczne zachodzące w strukturze oraz zostanie zweryfikowany potencjał tej technologii.