Tylko wtedy, gdy dane zjawisko sam doskonale rozumiesz, jesteś w stanie wytłumaczyć je drugiej osobie w prosty sposób – mówi prof. dr hab. Marzena Dzida. Poza owocną pracą badawczą od lat zajmuje się popularyzowaniem nauki, a do najmłodszych dociera poprzez bajki swojego autorstwa. Podkreśla, że sukcesy naukowe nie byłyby możliwe, gdyby nie spotkała na swojej drodze ludzi równie zafascynowanych zgłębianiem wiedzy, co ona sama. W rozmowie z naukowczynią słychać, że kocha to, czym zajmuje się na co dzień. Chemiczka z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego jest wymieniana w rankingach najbardziej wpływowych i najczęściej cytowanych naukowców, w tym m.in. pośród World’s TOP 2% Scientists.

Prof. dr hab. Marzena Dzida

O psie, który tłumaczy chemię

– Pomysł bajek zrodził się, kiedy mój syn był w szkole podstawowej i jedno z jego zadań domowych polegało na napisaniu bajki. Wtedy stworzyłam swoją pierwszą bajkę o Hipo(popo). Dzieci go pokochały – wspomina prof. Marzena Dzida, która głównym bohaterem swoich kolejnych opowiadanek uczyniła psa Czupurka. To właśnie jego oczami poznajemy świat. Zresztą inspiracją dla głównej postaci jest prawdziwy czworonóg – pupil chemiczki, który towarzyszy opiekunce podczas czytania najmłodszym bajek własnego autorstwa.

Wydawać by się mogło, że próba objaśniania tak młodym umysłom chemicznych zagadnień to karkołomne zadanie. Prof. Marzena Dzida dowodzi jednak, że jeśli tylko sami doskonale znamy materię, którą chcemy omawiać, nie powinniśmy mieć trudności z wyjaśnieniem nawet zawiłych spraw w prosty sposób.

Dla badaczki inspiracją są studenci, od których zdarza jej się zaczerpnąć nietypowej, ale zawsze odświeżającej perspektywy. Rozmowy z nimi motywują ją do poszukiwania najprostszych i działających na wyobraźnię objaśnień. To od nich zapożyczyła określenie jajka po warszawsku. Zostało ono wymyślone przez jednego ze studentów po tym, jak naukowczyni, tłumacząc działanie szybkowaru, posłużyła się starymi mapami Polski, w których podczas prognoz pogody zawsze podawano ciśnienie wynoszące 1013 hPa.

– Wiemy, że w zależności od tego, na jakiej wysokości nad poziomem morza się znajdujemy, ciśnienie jest inne, ale w PRL-u nawet ciśnienie musiało być wzorcowe. Tłumaczyłam studentom działanie szybkowaru, którego zasada polega na tym, że wewnątrz mamy wyższe ciśnienie od otaczającego nas. Gdy ciśnienie jest wyższe, to i temperatura wrzenia wody jest wyższa i szybciej ugotujemy w nim np. jajko. Zatem we wspomnianej Warszawie proces trwałby dłużej. Studenci podchwycili to skojarzenie – opowiada badaczka.

Pierwszy polski biodiesel

Kreatywność prof. Marzeny Dzidy przejawia się nie tylko w pomysłowym podejściu do popularyzacji. Zaprzęga ją od lat do swojej pracy w laboratorium do rozwiązywania chemicznych łamigłówek.

Już na początku naukowej kariery badaczka mogła pochwalić się uczestnictwem w końcowych pracach zespołu, który od 10 lat tworzył prototyp służący do pomiaru prędkości ultradźwięków w cieczach pod wysokimi ciśnieniami. Znalazła się tam dzięki swojemu promotorowi, dr. Andrzejowi Żakowi. Ponieważ komercyjnie nie można pozyskać odpowiedniego sprzętu do takich badań, eksperci musieli sami wymyślić odpowiednie rozwiązania. Opracowane przez nich koncepcje istotne są m.in. w kontekście rozwoju przemysłu samochodowego.

Jak tłumaczy specjalistka z UŚ, gdy paliwo wtryskiwane jest do komory spalania, dzieje się to błyskawicznie. Ściskanie i rozprężanie samego paliwa jest tak szybkie, że nie następuje wymiana ciepła z otoczeniem. Proces ten różni się też w zależności od tego, z jaką substancją mamy do czynienia: paliwami, biopaliwami czy innymi mieszankami paliwowymi. Do sprawdzenia parametrów wykorzystuje się właśnie metodę akustyczną, a to zrodziło konieczność opracowania odpowiednich narzędzi pomiarowych.

Efektem powyższych prac z udziałem prof. Marzeny Dzidy był też jej najczęściej cytowany artykuł, opublikowany w 2008 roku wspólnie z mgr. inż. Piotrem Prusakiewiczem w czasopiśmie „Fuel”. Dotyczył wysokociśnieniowych właściwości pierwszego polskiego biodiesla zsyntetyzowanego w rafinerii Trzebinia.

Smerfy w laboratorium

Naturalną konsekwencją wcześniejszych zainteresowań badawczych chemiczki było zatem skierowanie przez nią uwagi również na ciecze jonowe – związki o bardzo wielu interesujących właściwościach, jak się przekonała badaczka. Temat zasugerował ekspertce prof. Andreas Heintz, z którym nawiązała współpracę (jako młody magister) w 1997 roku, a następnie odbyła u niego staż. Dostarczył jej również pokaźną próbkę pewnej niebieskiej cieczy jonowej.

Zespół naukowców i współpracowników prof. dr hab. Marzeny Dzidy

– Wyglądała jak smerf – wspomina prof. Marzena Dzida. – Myślałam, że analogicznie do badań biopaliw badanie cieczy jonowych będzie proste. Badań wysokociśnieniowych cieczy jonowych było niewiele, w związku z tym postanowiłam rozpocząć prace nad tego typu układami. Okazało się jednak, że nie byłam w stanie zbadać tej cieczy jonowej, a mycie komory wysokociśnieniowej pamiętam do dziś!

Prace poszły naprzód, gdy chemiczka przyjrzała się innej cieczy jonowej, która mogła mieć potencjalnie podobnie cechy do „smerfowego” związku. Śledząc w okienku oscyloskopu impulsy ultradźwiękowe, poznawała właściwości tych związków.

Wyniki krytycznych analiz dotyczących prędkości ultradźwięków w cieczach jonowych opublikowane zostały w 2017 roku w czasopiśmie „Chemical Reviews”. Osiągnięcia zespołu zostały również docenione przez IUPAC – Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej, która zarekomendowała tę pracę jako dobre praktyki laboratoryjne.

Błysk magnezowej wstążki

Podczas rozmowy z badaczką słychać nieskrywaną pasję do nauki. Z zapałem tłumaczy najbardziej skomplikowane zagadnienia chemiczne i widać, że mówienie o dziedzinie, którą się zajmuje, sprawia jej ogromną przyjemność.

– Wiele zawdzięczam mojej nauczycielce chemii z podstawówki, która prowadziła z nami ćwiczenia laboratoryjne na każdej lekcji. To piękny błysk spalanej wstążki magnezowej podczas pierwszych zajęć był dla mnie iskrą, która rozpaliła we mnie miłość do chemii – mówi badaczka. Zajęcia ze studentami, wykłady i czytanie naukowych bajek dzieciom traktuje jako sposoby wyrażania swojego zachwytu przyrodą i zgłębianiem wiedzy, licząc jednocześnie na to, że zarazi nim również inne osoby. Zauważa przy tym, że ponieważ praca jest dla niej powołaniem, to o nauce myśli praktycznie nieustannie, nawet podczas domowych czynności.

– Szczęściem jest możliwość dyskusji z innymi naukowcami i osobami podzielającymi nasze zainteresowania. Wymiana myśli jest niezwykle ważna i cenna, bo właśnie podczas tych rozmów rodzą się ciekawe pomysły – dodaje specjalistka. Wskazuje dwóch szczególnie cenionych przez siebie naukowców, jak prof. dr. hab. inż. Sławomira Boncla (Politechnika Śląska) oraz prof. Carlosa Nieto de Castro (Uniwersytet Lizboński), z którymi od lat współpracuje przy różnych projektach.

Współpraca z zespołem prof. Sławomira Boncla zaowocowała uzyskaniem rekordowego wzrostu przewodnictwa cieplnego po dodaniu zsyntezowanych przez jego zespół ultradługich nanorurek węglowych do cieczy jonowych. Kooperacja w międzynarodowym zespole zaowocowała dokładnym opisem tego, co się dzieje, gdy nanorurki węglowe zostaną zawieszone w cieczy jonowej. Prof. Marzena Dzida wraz z pozostałymi specjalistami wykazała po raz pierwszy doświadczalnie nanowarstwę cieczy jonowej, zaadsorbowanej na nanorurce węglowej. Odkryli, że wspomniane nanorurki tworzą trójwymiarową sieć mostków termicznych dzięki efektowi tzw. zapinania (zipping) – łączenia się długich nanorurek węglowych między sobą poprzez nanowarstwę cieczy jonowej na ich powierzchni. Przypomina to zamek błyskawiczny, stąd nazwa.

– Obok tego efektu zaobserwowaliśmy też efekt rozpinania (unzipping), polegający na rozpinaniu nanorurek węglowych lub ich podłużnym pękaniu podczas sonikacji i przeobrażaniu się w kobry, choć niektórzy widzą tam krokodyle. Jednoczesne występowanie obu efektów określiliśmy jako subzipping (zipping + unzipping) – tłumaczy chemiczka.

Prof. Marzena Dzida dodaje, że wiele jej sukcesów nie byłoby możliwych, gdyby nie świetnie zgrany zespół współpracowników z UŚ, pośród których znajdują się: dr hab. Edward Zorębski, prof. UŚ; dr Katarzyna Kaczmarek; dr inż. Anna Kolanowska; mgr Krzysztof Cwynar oraz dr inż. Karolina Brzóska (dyrektor technologii i rozwoju w firmie Boryszew SA, Oddział Boryszew ERG w Sochaczewie).

– Najważniejsze w pracy naukowej to kochać to, co się robi, oraz otaczać się ludźmi, którzy podzielają naszą pasję – podsumowuje ekspertka.