Dr Łukasz Pieszczek z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach otrzymał nagrodę Komitetu Chemii Analitycznej PAN za swoją pracę doktorską, w której rozwijał zasady metrologii i chemometrii w dziedzinie pomiarów chemicznych. Docenione zostało jego świeże spojrzenie na techniki obrazowania, które będzie można wykorzystać m.in. w medycynie, agrobiznesie i przemyśle przetwórstwa odpadów.

Dr Łukasz Pieszczek

Przedmiotem rozprawy doktorskiej dr. Łukasza Pieszczka było rozwijanie technik obliczeniowych, które pozwalają na wykorzystanie jednej z metod instrumentalnych, jaką jest obrazowanie hiperspektralne. Dane generowane w trakcie pomiaru są złożone, można je interpretować jako obraz lub widmo spektroskopowe. Laureat nagrody zaproponował kilka nowych sposobów przetwarzania tych danych, co pozwoli na jeszcze szersze praktyczne zastosowania interesującej go metody.

– Bardzo się cieszę, że to właśnie ta praca została doceniona przez Komisję Chemii Analitycznej Polskiej Akademii Nauk. To dla mnie duże wyróżnienie, tym bardziej, że temat związany jest z przetwarzaniem danych. Chemicy, choć jeszcze ciągle kojarzeni są głównie z pracą w laboratoriach, coraz częściej zajmują się złożonymi systemami danych. Interesują nas interdyscyplinarne tematy, które łączą chemię z matematyką, fizyką, biologią czy informatyką i mają ciekawe praktyczne zastosowania – mówi naukowiec. Jak dodaje, obrazowanie hiperspektralne, które jest przedmiotem jego zainteresowań, świetnie sprawdzi się w medycynie, recyklingu, a nawet, co może być nieco zaskakujące, w agrobiznesie.

Rozwijane przez dr. Łukasza Pieszczka techniki były na początku wykorzystywane w przemyśle kosmicznym i lotniczym do skanowania Ziemi oraz identyfikowania obiektów, które znajdują się na jej powierzchni. To tłumaczy wysoki koszt aparatury, a co za tym idzie, również niewielkie zastosowanie w laboratoriach komercyjnych.

– Obecnie w Polsce można wymienić zaledwie kilka ośrodków dysponujących zaawansowaną aparaturą pozwalającą zbierać interesujące nas dane, a jednym z nich jest Uniwersytet Śląski. Moim zdaniem w najbliższych latach możemy się jednak spodziewać wzrostu zainteresowania tą metodą, który prawdopodobnie doprowadzi do obniżenia kosztów produkcji takich urządzeń, jak kamery hiperspektralne. Powiększy się też grono specjalistów potrafiących przetwarzać i interpretować gromadzone w ten sposób dane – mówi naukowiec.

Jednym z obszarów praktycznego zastosowania obrazowania hiperspektralnego jest medycyna.

– Dzięki kamerom hiperspektralnym możemy np. od razu „skanować” całą powierzchnię skóry pacjenta i zbadać wszystkie występujące na niej zmiany skórne, także te, które nie są widoczne gołym okiem. To oznacza bardziej precyzyjną diagnozę – wyjaśnia dr Łukasz Pieszczek.

Kamery hiperspektralne podpięte do dronów mogą także skanować pola, na których wysiane zostały różne zboża lub uprawiane są warzywa czy owoce. Dzięki tej metodzie będzie można stwierdzić, w którym momencie plony osiągnęły najwyższą wartość odżywczą, a to z kolei będzie sygnał do rozpoczęcia żniw czy zbiorów. Zyska agrobiznes.

Na koniec warto również wspomnieć o recyklingu.

– Skoncentrujmy się na tworzywach sztucznych. Aby proces ich przetwarzania był efektywny, muszą zostać posegregowane. To trochę tak, jakbyśmy w znanych nam żółtych pojemnikach mieli jeszcze wiele małych pudełek w odcieniach koloru żółtego, w których osobno gromadzi się różne typy polimerów – wyjaśnia naukowiec. Jak dodaje, w efekcie dany produkt można wykorzystać wielokrotnie, nie tracąc jego pierwotnych właściwości fizykochemicznych. Kamery hiperspektralne rozwiązują ten problem, ponieważ dostarczają dane pozwalające w szybki sposób zidentyfikować skład chemiczny konkretnego odpadu. Takie rozwiązania są już stosowane np. w Holandii.

– To tylko kilka przykładów praktycznego zastosowania rozwijanych przeze mnie technik. Jestem pewien, że ich potencjał doprowadzi do wzrostu zainteresowania w obszarze komercyjnych zastosowań. Taki trend obserwujemy już za granicą, podobnie będzie w naszym kraju – podsumowuje badacz.

Badania naukowe dr. Łukasza Pieszczka były prowadzone w zespole prorektora ds. nauki i finansów UŚ prof. dr. hab. Michała Daszykowskiego, który pełnił rolę promotora nagrodzonej pracy doktorskiej.