Vítězné práce Ceny Wernera von Siemense 2021

Společnost Siemens udělila mladým vědcům, studentům a pedagogům ocenění za nejlepší práce a přínos pro vědu. Celkem 21 oceněných si rozdělilo 900 tisíc korun, letošní ročník byl již 24. v řadě. Slavnostní vyhlášení se konalo 19. května v Betlémské kapli.

Nejlepší diplomová práce

Senta Műllerová, Fakulta textilní Technické univerzity v Liberci

Autorka nejlepší diplomové práce vyvinula a otestovala nanovlákenný materiál s inkorporovaným antibiotikem, který by mohl být slibným řešením nebezpečných komplikací po operacích trávicí soustavy spojených s výskytem bakterií. Gastrointestinální chirurgické operace se provádějí již přes 200 let, přesto doposud neexistuje žádný komerční výrobek, který by dokázal těmto nebezpečným komplikacím účinně předcházet. Pooperační komplikací může být například únik obsahu střev přes střevní spoj, který může být způsoben bakteriemi, jež se v tomto místě nacházejí a degradují hojící se a nově vznikající tkáň. Nový materiál tomu dokáže předejít a zároveň není pro buňky toxický. Jeho předností je i to, že se v lidském těle sám rozloží a není tak nutná reoperace a jeho vyjmutí. Kdy se nový materiál stane běžnou pomůckou lékařů, zatím není jasné, autorka pokračuje v dalším výzkumu a vývoji.

Siemens vyhlásil nejlepší studenty, pedagogy a mladé vědce roku 2021. Vítězné práce řešily základní výzkum i technická řešení téměř připravená do výroby

23. 5. 2022 ▪ 6 min. čtení

Nejlepší disertační práce

Petr Hauschwitz, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT v Praze

Vítězná práce popisuje unikátní metody laserového mikroobrábění a otevírá nové možnosti tvorby funkčních povrchů, například superhydrofobních, antibakteriálních, samočisticích či antikorozních. Petru Hauschwitzovi se podařilo vymyslet a uvést do praxe způsob, jak za pomoci laseru vyrábět velkoplošné periodické mikro‑ a nanostruktury rychle, přesně a ekonomicky. Nová technologie laserového mikroobrábění totiž využívá vícesvazkovou optiku, tedy speciální optiku pro dělení laserového svazku, která umožňuje paralelizaci obráběcích postupů, což ve výsledku znamená výrazné zrychlení výroby. Nový způsob povrchových úprav materiálů nalezne uplatnění například při tvorbě antibakteriálních povrchů v medicíně, povrchů pro růst buněk na tělních implantátech, povrchů snižujících tření u obráběcích nástrojů, samočisticích nebo antireflexních povrchů.

Ocenění za překonání překážek při studiu

Tomáš Zbavitel, Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně

Tomáš Zbavitel je od narození neslyšící. Navzdory tomu se mu podařilo jako úplně prvnímu v historii brněnského VUT složit státní závěrečnou zkoušku v českém znakovém jazyce a obhájil diplomovou práci s názvem Klasifikace objektů zpracováním obrazu na základě změny topologie. Existují programy, které dokážou překládat z textu do mluvené formy, Tomáš Zbavitel si ale řekl, zda by to šlo i opačně, ze znakové do textové nebo mluvené formy. S pomocí neuronových sítí tak vytvořil unikátní technický slovník pro neslyšící, který lze použít pro překlad technických termínů do znakové řeči. Nejtěžší na celé jeho práci byl návrh vhodné topologie konvoluční neuronové sítě, bylo jich třeba navrhnout několik, než se podařilo najít tu pravou. Po dokončení studia na VUT pokračuje v dalším studiu na Masarykově univerzitě. Věnuje se také řadě dalších aktivit – učil matematiku na střední škole, hraje závodně florbal, hraje divadlo a ztvárnil několik pohádkových postav.

Výsledek základního výzkumu

Bruno de la Torre a kolektiv, Univerzita Palackého v Olomouci, Český institut výzkumu a pokročilých technologií CATRIN, Akademie věd České republiky

V kategorii nejvýznamnější výsledek základního výzkumu získal ocenění kolektiv autorů pod vedením Bruna de la Torre. Autoři vítězné práce pomocí nové metody jako první na světě pozorovali sigma‑díru, tedy nerovnoměrné rozložení elektronového náboje kolem atomu halogenu. Nová zobrazovací metoda, díky níž tohoto vědeckého úspěchu dosáhli, otevírá cestu ke zdokonalení materiálových a strukturních vlastností řady fyzikálních, biologických či chemických systémů, které ovlivňují náš každodenní život. Práce byla již publikována v renomovaném časopise Science. Výsledek poskytne hlubší vhled do využití halogenových vazeb při vývoji nových léků nebo nových makromolekulárních materiálů, na úrovni základního výzkumu by tato metodologie mohla pomoci odhalit, jak je náboj v molekulách a atomech prostorově organizován. Členy oceněného týmu jsou Benjamin Mallada Faes, Aurelio Gallardo Caparrós (AV – FZU) a Maximilián Lamanec (AV – ÚOCHB).

Vítězové soutěže Cena Wernera von Siemense 2021

Další 4
fotografie

Ocenění za vynikající kvalitu ženské vědecké práce

Hana Macíčková Cahová, Ústav organické chemie a biochemie AV ČR

Molekula RNA stála na prvopočátku života a má celou řadu zajímavých funkcí. Kromě toho, že v sobě nese genetickou informaci, dokáže i usnadňovat reakce. Týmu Hany Macíčkové Cahové se podařilo prokázat, že okrajové konce RNA závisejí na zátěži a prostředí, jemuž je buňka vystavena. Je to zároveň první důkaz zabudování malých signálních molekul dinukleosidových polyfosfátů do RNA. Tyto polyfosfáty, které vědci znají již více než 50 let, jsou malé signální molekuly, které jsou obsaženy ve všech typech organismů včetně člověka, a jejich koncentrace v buňkách se zvyšuje ve stresových podmínkách. Už dlouho se ví, že ovlivňují různé buněčné funkce, ale mechanismus jejich působení byl dosud neznámý. Objasnění přesné role těchto typů RNA v bakteriích a v lidských buňkách by mělo pomoci porozumět mechanismům buněčného stresu, který bývá příčinou mnoha buněčných poruch, které často vedou až ke vzniku různých nemocí.

Nejlepší absolventská práce na téma Průmysl 4.0

Stefan Grushko, Fakulta strojní Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava

Při spolupráci člověka s robotem dochází stále častěji k prolínání jejich pracovních prostorů, což s sebou může přinášet řadu rizik. Ve většině moderních kolaborativních aplikací si ani jedna strana není plně vědoma partnera, což se může projevit vzájemnými kolizemi. Stefan Grushko ve své disertační práci představil vylepšení této spolupráce pomocí haptických zařízení informujících operátora o aktuální trajektorii robota a prostoru, který bude robotem během jeho pohybu obsazen. Robot je zároveň informován o pozici operátora, takže se dokáže vyhnout kolizi s ním pomocí přeplánování své trajektorie a dokončit pracovní úkol. Ve společném prostoru tak nemusejí vykonávat svou činnost střídavě, ale mohou v něm spolupracovat současně bez rizika úrazu nebo zastavení provozu. Vyvinutý koncept může nejen zlepšit efektivitu a bezpečnost spolupráce, ale také zkrátit čas, který potřebují nezkušení operátoři, aby si zvykli na výrobní proces a pohyb robota v blízkém okolí. Na dalším vylepšení této technologie autor práce již pracuje.

Nejlepší absolventská práce na téma chytrá infrastruktura a energetika

Nikola Pokorný, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Většina komerčně vyráběných fotovoltaických panelů je schopna přeměnit dopadající sluneční záření na elektrickou energii s účinností 10 až 18 procent. Zbytek se částečně odrazí a poměrně velká část se přemění na teplo, které se uvolňuje do okolí ve formě tepelné ztráty. Díky propojení technologie fotovoltaického panelu a solárního tepelného kolektoru však lze využití slunečního záření významně navýšit. Nikola Pokorný se ve své disertační práci zapojil do vývoje zaskleného kapalinového fotovoltaicko‑tepelného (FVT) kolektoru. Nově koncipovaný FVT kolektor využívá unikátní technologie zapouzdření fotovoltaických článků do polysiloxanového gelu. Opírá se také o zcela nově vyvinutý dynamický a stacionární matematický model, na jehož základě bylo možné optimalizovat konstrukci FVT kolektoru podle výsledků ročních simulací pro vybrané klimatické podmínky. Ideální aplikací jsou budovy s omezenou plochou střechy a velkou potřebou tepla, jako jsou hotely či bytové domy.

Partnerem tématu je Siemens