Naukowcy z Uniwersytetu Gdańskiego, Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz konsorcjum naukowo-przemysłowe, w którego skład wchodzi firma Producent Stolarki PCV i AL „BEWI” Bernard Wójcik (lider projektu), uzyskało dofinansowanie na realizację projektu pt. Opracowanie nowatorskiej technologii usuwania z powietrza koronawirusów, w tym SARS-CoV-2 z zastosowaniem warstw fotokatalitycznych zaimplementowanych w urządzeniu do oczyszczania powietrza. Wysokość dofinansowania wynosi 3,5 mln zł, a cała wartość projektu dodatkowo o jeden milion złotych więcej.
Schemat reakcji fotokatalitycznej wykorzystywanej do inaktywacji patogenów – na powierzchni warstwy fotokatalitycznej naświetlanie promieniowaniem UV, generowane są aktywne formy tlenu (a w tym rodniki hydroksylowe), które są odpowiedzialne za inaktywację bakterii, grzybów oraz wirusów (rysował: dr inż. P. Mazierski)
Projekt jest efektem wieloletniej pracy zespołu prof. Zaleskiej-Medynskiej z Wydziału Chemii UG w zakresie zastosowania procesów fotokatalitycznych do oczyszczania powietrza, a także wcześniejszej współpracy pomiędzy zespołem z UG a firmą BEWI w zakresie opracowania urządzeń do oczyszczania powietrza zintegrowanych ze stolarką okienną. W procesie fotokatalitycznym, aktywne formy tlenu - takie jak rodniki hydroksylowe - są wykorzystywane do degradacji lub transformacji zanieczyszczeń powietrza oraz do inaktywacji bakterii, grzybów czy wirusów.
- Celem projektu jest opracowanie technologii oczyszczania powietrza z SARS-CoV-2, mikroorganizmów i substancji chemicznych o potwierdzonej skuteczności inaktywacji>99% (dla SARS-CoV-2 >99,99%). Opracowana technologia zostanie wykorzystana do zaprojektowania i zbudowania prototypowych urządzeń do oczyszczania powietrza wewnętrznego i/lub zewnętrznego, które będą przystosowane do montażu w ramie okiennej lub przy ścianie, do zastosowania w pomieszczeniach zamkniętych zwłaszcza o dużym zagęszczeniu i przepływie osób – tłumaczy prof. Adriana Zaleska-Medynska z Wydziału Chemii UG. - Jego docelowym obiorcą są biura, placówki ochrony zdrowia, organy administracji publicznej, handel a także gospodarstwa domowe. Opracowana technologia powinna zwiększyć bezpieczeństwo osób przebywających przede wszystkim w pomieszczeniach zamkniętych, ze względu na znacznie niższą ilość zanieczyszczeń (w tym patogenów) w powietrzu – dodaje prof. Zaleska-Medynska.
W projekt będą zaangażowane dwa zespołu z Wydziału Chemii Uniwersytetu Gdańskiego: zespół prof. Piotra Skowrona z Katedry Biotechnologii Molekularnej oraz zespół prof. Adriany Zaleskiej-Medynskiej z Katedry Technologii Środowiska (kierownik B+R projektu). Zespół prof. Skowrona będzie odpowiedzialny za opracowanie modelowego wirusa (bakteriofaga) w początkowej fazie projektu – podobnego do wirusa SARS-CoV-2 - co umożliwi bezpieczne przetestowanie technologii na pierwszych etapach badań. Zespół prof. Zaleskiej-Medynskiej odpowiada za opracowanie nowej, znacząco tańszej technologii wytwarzania warstw fotokatalitycznych, zawierających nanocząstki TiO2 oraz związki srebra i/lub miedzi. Modyfikacja nanocząstek TiO2 związkami srebra i miedzi pozwala na podniesienie efektywności inaktywacji mikroorganizmów patogennych podczas procesu fotokatalitycznego, jednakże takich badań nie przeprowadzono do pory dla koronawirusów, a sama technologia wytwarzania warstw wymaga modyfikacji pod kątem obniżenia kosztów, co ułatwi komercjalizację opracowanego produktu. W kolejnym etapie projektu Zespół z Katedry Technologii Środowiska opracuje ostateczną geometrię modułu fotokatalitycznego, tj. kształt i wielkość warstw fotokatalitycznych oraz ich odpowiednie oświetlenie promieniowaniem UV, która pozwoli osiągnąć założona skuteczność eliminacji zanieczyszczeń chemicznych (lotne związki organiczne, tlenki azotu oraz ditlenek siarki) oraz mikrobiologicznych (bakterie Pseudomonas aeruginosa, modelowy bakteriofag oraz w etapie końcowym wirus SARS-CoV-2).
Firma Producent Stolarki PCV i AL „BEWI” Bernard Wójcik, która działa na rynku od 27 lat i produkuje oraz sprzedaje okna i drzwi na całym terenie Unii Europejskiej w projekcie opracuje ostateczną konstrukcję urządzeń do oczyszczania powietrza oraz opracuje system zdalnego sterowania urządzeniami a także przebada oczyszczacze powietrza pod kątem ich właściwości użytkowych i ergonomii pracy, w tym pod kątem skuteczności urządzeń z uwzględnieniem zmiennych warunków pogodowych (temperatura i wilgotność powietrza) a także pod kątem poziomu generowanego hałasu. BEWI będzie również odpowiedzialna za zbudowanie prototypowej komory pomiarowej klasy bezpieczeństwa BSL-3 (do pracy z wysoko zakaźnymi patogenami i do prac niebezpiecznych zapewniając maksymalną ochronę dla środowiska i operatora), która umożliwi bezpieczną ocenę efektywności urządzeń fotokatalitycznych podczas całej realizacji projektu.
Walidacja opracowanej technologii pod kątem inaktywacji wirusa SARS-CoV-2 będzie możliwa dzięki współpracy z zespołem prof. Krzysztofa Pyrcia – kierownika laboratorium wirusologicznego w Małopolskim Centrum Biotechnologii na Uniwersytecie Jagiellońskim. Prof. Krzysztof Pyrć jest światowej klasy specjalistą w zakresie mikrobiologii i wirusologii a laboratorium kierowane przez Profesora, to nowoczesne laboratorium zakaźne klasy 3 bezpieczeństwa biologicznego, co pozwala pracować nad wirusem SARS-CoV-2 a
Ostatnim etapem projektu będą prace przedwdrożeniowe. W tej fazie firma BEWI zweryfikuje system sterowania urządzeń do oczyszczania powietrza, zostanie przygotowany graficzny interfejs użytkownika z możliwością dostępu z poziomu przeglądarki internetowej. W ramach ostatniego zadania przygotowana zostanie również dokumentacja niezbędna do wprowadzenia urządzenia do oczyszczania powietrza na rynek. Zaproponowane rozwiązania stanowią nowość na skalę polskiego rynku i rynków zagranicznych, a uzyskanie oczekiwanych rezultatów wymaga przeprowadzenia badań przemysłowych, eksperymentalnych prac rozwojowych angażujących specjalistów z dziedziny chemii, wirusologii oraz produkcji stolarki okiennej połączonych w ramach zawiązanego konsorcjum.
W pracach zespołów z Uniwersytetu Gdańskiego będą brali udział również: dr inż. Anna Gołabiewska, dr inż. Anna Malankowska, dr inż. Beata Bajorowicz i dr inż. Paweł Mazierski (zespół prof. Zaleskiej Medynskiej z Katedry Technologii Środowiska) oraz dr Beata Łubkowska i dr Irenusz Sobolewski (zespół prof. Skowrona z Katedry Biotechnologii Molekularnej).
Dofinansowanie na realizację projektu uzyskano w ramach programu 5/1.1.1/2020 Szybka Ścieżka Koronawirusy.
Więcej informacji: https://www.gov.pl/web/ncbr/zakonczenie-oceny-wnioskow-zlozonych-w-rama…
Zdjęcie prof. Adriany Zaleskiej-Medynskiej wykonał P. Sudara