Dr hab. Łukasz Kurpaska z Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) został jednym z trzech polskich tegorocznych laureatów konkursu stypendialnego Fulbright STEM Impact Award. Program przeznaczony jest dla aktywnych naukowców, którzy zarządzają projektami badawczymi w obszarze nauka, technologia, inżynieria, matematyka (STEM) w polskich uczelniach i instytucjach badawczych. Laureaci otrzymują grant na trwający od 2 do 6 tygodni pobyt w instytucjach naukowych USA. Stypendyści mogą nie tylko dzielić się swoją wiedzą i prowadzić badania w swojej dziedzinie, ale także poznać systemy organizacyjne i systemy finansowania instytucji amerykańskich.

Dr hab. Łukasz Kurpaska jest najmłodszym profesorem instytutu w Świerku w jego historii. Kieruje pracami Laboratorium Badań Materiałowych NCBJ i programem badawczym w ramach Centrum Doskonałości NOMATEN - departamentu NCBJ. W swojej pracy naukowej zajmuje się głównie stopami o wysokiej entropii (HEA).

„Stopy o wysokiej entropii to bardzo obiecujące materiały o unikatowych właściwościach” - wyjaśnia profesor Kurpaska. „W szczególności ich właściwości mechaniczne nie zmieniają się ze wzrostem zniszczenia radiacyjnego i są odporne na korozję oraz działanie wysokiej temperatury. To znaczy, że mogą zostać zastosowane na przykład do budowy najnowszych reaktorów jądrowych IV generacji, gdzie potrzeba materiału odpornego właśnie na temperaturę, korozję i strumień neutronów o wysokiej energii.”

Zespół budowany w NCBJ od kilku lat przez profesora Jacka Jagielskiego, dyrektora Departamentu Fizyki Materiałów oraz przez profesora Kurpaskę, bada HEA i inne materiały mogące znaleźć zastosowanie w warunkach ekstremalnych. W laboratoriach NCBJ prowadzone jest napromienianie badanych materiałów i badanie ich właściwości mechanicznych. W szczególności instytut posiada zaawansowaną aparaturę do prowadzania badań nanomechanicznych w wysokich temperaturach. Takie badania będą prowadzone m.in. w ramach współpracy z instytucjami amerykańskimi, w których, w ramach grantu Fulbrighta, będzie gościł profesor Kurpaska. „Pojadę na podwójny 3 tygodniowy staż do University of Tennessee, Knoxville USA” - opisuje stypendysta. „Być może uda mi się odwiedzić także inne laboratoria. W Knoxville będę współpracować z Prof. Yanwen Zhang, która również zatrudniona jest w Oak Ridge National Laboratory, a także jest członkinią Międzynarodowego Komitetu Naukowego naszego Centrum Doskonałości NOMATEN. Będziemy badać materiały z rodziny single phase concentrated solid-solution alloys (SP-CSAs), które są częścią grupy materiałów o wysokiej entropii. Badania będą dotyczyć odporności radiacyjnej i właściwości mechanicznych. Próbki zostały przebadane w Polsce, a w USA będziemy wspólnie analizowali wyniki. Planujemy podsumować badania wspólnymi publikacjami i zaproponować nowe kierunki badań.”

Zgodnie z założeniami programu stypendialnego Fulbrighta, staże w instytucjach amerykańskich mają też umożliwić wizytującym naukowcom zapoznanie się z odwiedzanymi laboratoriami i systemem ich działania. „Mam w planie poznanie unikatowego laboratorium wyposażonego w akcelerator jonów” - mówi profesor Kurpaska. „Chciałbym też lepiej zrozumieć, gdzie i jak można aplikować, aby pozyskać finansowanie z USA na badania oraz jak zorganizować współpracę przy kształceniu doktorantów.”

Badania materiałów, które mogą być zastosowane w warunkach szczególnego narażenia na czynniki niszczące, to jeden z priorytetów w działaniach NCBJ. Dwa lata temu instytut uzyskał prestiżowy grant Teaming UE na wspieranie Centrum Doskonałości NOMATEN, które ma zgromadzić silny międzynarodowy zespół naukowców pracujących nad tymi zagadnieniami i wykorzystujących infrastrukturę zarówno NCBJ jak i instytucji partnerskich z Francji (CEA) i Finlandii (VTT). Profesor Kurpaska kieruje grupą badawczą NOMATEN zajmującą się właściwościami funkcjonalnymi materiałów. Materiały HEA są jednym z ważnych obiektów zainteresowania grupy, a także innych zespołów Centrum.

„Stopy o wysokiej entropii to zupełnie nowa klasa stopów, której zrozumienie wymaga bardzo dużego wysiłku naukowego” - wyjaśnia prof. Miko Alava, dyrektor Centrum Doskonałości NOMATEN. „Tradycyjne stopy – mające w wielu przypadkach właściwości lepsze od czystych metali – oparte są na układzie jeden główny składnik i niewielkie domieszki innych. Stopy HEA to mieszaniny wielu metali, bez jednego dominującego. Takie rozwiązanie daje znacznie większe możliwości sterowania właściwościami końcowego materiału. Koncepcja HEA jest bardzo młoda, powstała zaledwie kilkanaście lat temu, a ich opis teoretyczny stanowi znaczące wyzwanie ze względu na skomplikowaną budowę.”

Program badań nowych materiałów będzie rozwijany w NCBJ m.in. w związku z planami budowy energetyki jądrowej w Polsce oraz z projektem budowy eksperymentalnego reaktora wysokotemperaturowego.

Komentarz prof. dr. hab. inż. Jacka Jagielskiego, dyrektora Departamentu Fizyki Materiałów NCBJ:

Gdy dowiedziałem się, że Łukasz otrzymał stypendium Fulbrighta jako jedna z trzech osób w Polsce, po pierwsze bardzo się ucieszyłem. To jego kolejny, wielki i osobisty sukces. Nie mam najmniejszych wątpliwości, że w pełni na niego zasługuje. Warto podkreślić, jak wygląda jego życiorys: z podrzeszowskiej wioski dostał się na studia w AGH, w trakcie studiów zdobył stypendium Erazmus i wyjechał do Francji. Tam szybko go doceniono i dostał kolejną propozycję, tym razem zrobienia doktoratu. Po doktoracie wrócił do kraju i dał się namówić na pracę w NCBJ. Mając 34 lata zrobił habilitację jako najmłodszy doktor habilitowany w historii NCBJ i został zatrudniony na stanowisku profesora. To, co zawsze najbardziej mi imponuje u ludzi to rozwój. Łatwo zostać naukowcem, jeśli mieszka się w dużym mieście, ma się rodziców, którzy pracują w tym środowisku i wspierają swoje dzieci na każdym kroku. Dużo bardziej imponujące jest, gdy ktoś potrafi wywalczyć awans dzięki swojej ciężkiej pracy i zdolnościom. To, co jest dodatkową, ogromną satysfakcją w tej chwili, to świadomość, że Łukasz jest częścią grupy, która bardzo dobrze współpracuje i po prostu zwyczajnie się lubi. W takiej sytuacji przychodzi się do pracy, bo chce się pracować, wszystko jest łatwiejsze i bardziej wydajne. Na pewno w jakimś stopniu pomogło mu to bezwarunkowe wsparcie ze strony współpracowników. Ostatnim elementem, który mam nadzieję przyczynił się do jego sukcesu jest ambicja. Zawsze staraliśmy się pracować w lidze międzynarodowej, nie „podwórkowej”. Dzięki temu mamy wiele biegnących współprac międzynarodowych: z Francją, Stanami Zjednoczonymi, Niemcami, Japonią, Południową Afryką, Portugalią i innymi krajami. Taka współpraca otwiera horyzonty, umożliwia dostęp do najlepszych laboratoriów na świecie, prowadzi do międzynarodowych projektów badawczych i pozwala na bezpośrednie kontakty ze światową czołówką w naszej dziedzinie. To wszystko wydaje się proste, niestety nadal jest zbyt rzadkim przykładem w naszym kraju. Ale najważniejszy jest dziś jego sukces, na pewno nie ostatni. Jeszcze wiele razy usłyszymy o Łukaszu i pozostałych członkach naszej ekipy!

Informacje uzupełniające:

Program Fulbrighta to największy program wymiany naukowej i kulturowej Stanów Zjednoczonych. Od ponad 70 lat wspiera współpracę na rzecz rozwoju nauki, kultury oraz relacji międzyludzkich i międzyinstytucjonalnych pomiędzy Stanami Zjednoczonymi a ponad 160 krajami. W Polsce programem administruje fundacja edukacyjna Polsko-Amerykańska Komisja Fulbrighta.