W tym roku dr Maciej Zubko został laureatem pierwszej nagrody JM Rektora Uniwersytetu Technicznego w Ostrawie, którą otrzymał za najlepszą pracę doktorską obronioną w uczelniach zrzeszonych w konsorcjum PROGRES3. Dysertacja pt. Modelowanie uporządkowania krótkozasięgowego na podstawie rozpraszania dyfuzyjnego w kryształach kompleksowych z przejściem spinowym (SCO) oraz w kryształach z falą gęstości ładunku (CDW) zwyciężyła we wszystkich czterech konkursowych obszarach.

Dr Maciej Zubko z Wydziału Informatyki i Nauki o Materiałach UŚ

– PROGRES3 to konsorcjum zrzeszające trzynaście uniwersytetów. Z każdego przesyłane są na konkurs trzy prace, a następnie spośród nich wyłaniane są najlepsze. Bardzo się cieszę z faktu zostania laureatem, jest to niewątpliwe uhonorowanie zaangażowania włożonego w pracę badawczą – uśmiecha się doktor Zubko.

Badania podjęte w ramach pracy doktorskiej stanowią kontynuację zainteresowań, które zaczęły kształtować się już na początku studiów.

– Wybór kierunku nie był przypadkowy, gdyż fizyką pasjonowałem się w szkole średniej – wspomina pan doktor. – Wybrałem fizykę magisterską, później specjalizację fizyka kryształów. Kryształ kojarzył mi się z harmonijną, uporządkowaną strukturą, a jej badanie i analizę uznałem za ciekawe zagadnienie.

Zarówno praca magisterska, jak i doktorska powstały pod kierunkiem dr. hab. prof. UŚ Joachima Kusza z Zakładu Fizyki Kryształów Instytutu Fizyki UŚ. Pierwsza, polegająca na analizie nieporządku strukturalnego, pozwoliła młodemu badaczowi dostrzec, że kryształy wcale nie muszę być tak uporządkowane, jak pozornie mogłoby się wydawać. Równocześnie pogłębiła jego zainteresowanie krystalografią. Można ją zdefiniować jako swego rodzaju połączenie fizyki, chemii oraz informatyki. Nauka ta łączy zatem różne dyscypliny, a zarazem jest narzędziem bardzo wielu dziedzin badawczych, metody krystalograficzne wykorzystywane są, między innymi, w biologii lub w naukach o materiałach. Co szczególnie warte odnotowania, z krystalografią wiąże się wiele Nagród Nobla, przyznanych bezpośrednio za odkrycia krystalograficzne bądź przynajmniej użycie adekwatnych dlań metod.

W trakcie studiów doktor Zubko zainteresował się modelowaniem układów nieuporządkowanych z wykorzystaniem symulacji komputerowych, poprzedzonych pomiarami z udziałem promieniowania rentgenowskiego i nowoczesnej aparatury.

– Takie badania mają szeroki, interdyscyplinarny charakter oraz, co dla mnie ważne, bardzo interesującą możliwość eksperymentowania, której brakowałoby mi podczas studiów matematycznych czy zgłębiania zagadnień fizyki teoretycznej – wyjaśnia doktor Zubko.

Dzięki szeroko zakrojonej współpracy naukowej profesora Kusza, magistranci i doktoranci mieli możliwość dowiedzieć się, jak funkcjonują inne laboratoria badawcze, poznać najnowocześniejszą aparaturę czy odmienne systemy metodologiczne w obszarze krystalografii.

– Po obronie pracy magisterskiej w 2007 roku zdecydowałem, że będę nadal zajmował się zagadnieniem nieporządku w strukturach krystalicznych – wyjaśnia młody naukowiec – tu przychodzi mi docenić zaangażowanie mojego promotora i jego zapał do zapoznawania doktorantów z ciekawą tematyką badawczą, z różnymi aspektami dyfrakcji monokrystalicznej, ale również szeregiem innych problemów, których znajomość może okazać się przydatna dla przyszłych badań.

Doktor Zubko podczas studiów doktoranckich uczestniczył w badaniach związków kompleksowych żelaza(II) – są to struktury metaloorganiczne, w których organiczne molekuły skoordynowane są do jonu żelaza(II). Jak wyjaśnia fizyk, nieporządek w strukturach krystalicznych tych układów jest zjawiskiem dość nieprzewidywalnym i nie jest tak powszechny, stąd zaistniała konieczność zbadania dość dużej ich grupy celem znalezienia związków, w których wzmiankowany nieporządek występuje. Wówczas można było kontynuować badania – np. sprawdzić, jak zmienia się uporządkowanie strukturalne pod wpływem temperatury. Grupa związków, którymi zajmował się doktor Zubko w swojej dysteracji, ma szansę znaleźć praktyczne zastosowanie w optoelektronice lub elektronice molekularnej. O ważności analogicznych zagadnień i zainteresowaniu, jakie wzbudzają w obszarze nauki, świadczy, między innymi, fakt, że rok 2014 został obwołany Międzynarodowym Rokiem Krystalografii.

Aktualnym zainteresowaniem adiunkta z Zakładu Badań Strukturalnych jest transmisyjna mikroskopia elektronowa oraz jej zastosowanie do rozwiązywania struktur krystalicznych z nanokryształów, czyli odnajdywanie wzajemnych położeń atomów celem analizy poszczególnych molekuł lub grup strukturalnych.

– Nowe odkrycia w mikroskopii elektronowej sprawiły, że takie badania zdecydowanie nabrały tempa – tłumaczy doktor Maciej Zubko – do tej pory, aby rozwiązać strukturę, trzeba było dysponować kryształami rzędu dziesiątek części milimetra albo kilkudziesięciu mikrometrów. Obecnie, dzięki zastosowaniu mikroskopii elektronowej, możliwe jest nawet rozwiązanie struktury obiektów o rozmiarach kilkudziesięciu nanometrów. Dorobek stanowiący rezultat pracy badawczej podjętej przez doktora Zubko był prezentowany na wielu, krajowych i zagranicznych, konferencjach, rezultat badań stanowią również liczne publikacje.