Skip to content

Prelegenci

Informacje o prelegentach, wg kolejności wystąpień.

Dzień I

Profesor Krzysztof Rządca

09:20-09:50

Uniwersytet Warszawski, Google

image

Krzysztof Rządca jest profesorem w Instytucie Informatyki UW oraz naukowcem danych (data science lead) w Google. W 2004 roku ukończył Politechnikę Warszawską. W 2008 roku doktoryzował się wspólnie na Politechnice w Grenoble i w Polsko-Japońskiej Wyższej Szkole Technik Komputerowych. Podczas studiów doktoranckich był stypendystą rządu francuskiego (program co-tutelle). W latach 2008-2010 pracował jako post-doc w Nanyang Technological University (NTU) w Singapurze. Uzyskał granty z Narodowego Centrum Nauki, Fundacji na rzecz Nauki Polskiej oraz z Google'a. Pracuje nad alokacją zasobów i szeregowaniem w systemach rozproszonych dużej skali, takich jak superkomputery i chmury obliczeniowe.

Abstrakt: Pan tu nie stał! Nauka, praktyka i zdrowy rozsądek w superkomputerowych systemach kolejkowych

Dlaczego moje zadanie ciągle czeka w kolejce? I dlaczego, wysyłając je, muszę podać nie tylko ilość maszyn, ale również szacować czas trwania moich obliczeń?

Dostęp do ogromnych mocy obliczeniowych współczesnych superkomputerów regulowany jest przez systemy kolejkowe: oprogramowanie planistów, które odpowiada za kolejkowanie wysłanych przez nas zadań, oraz za przypisanie zadaniom konkretnych maszyn (węzłów superkomputera). Podczas prezentacji opowiem o podstawowych algorytmach używanych przez planistów; poradzę, co robić, by czekać jak najkrócej (i dobrze żyć z administratorami!); oraz przedstawię kilka ciekawych kierunków badań współczesnych planistów - badań łączących algorytmikę, badania operacyjne, systemowe i analizę danych.

Stanisław Dunin-Horkawicz

10:05-10:20

Laboratorium Bioinformatyki Strukturalnej w Centrum Nowych Technologii

image

Stanisław Dunin-Horkawicz jest kierownikiem Laboratorium Bioinformatyki Strukturalnej w Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego (https://lbs.cent.uw.edu.pl). Ukończył studia na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, pracę magisterską realizował w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, a tytuł doktora został mu nadany przez Uniwersytet w Tybindze. Jego głównym obszarem zainteresowań jest ewolucja struktur białkowych oraz rozwój i zastosowanie metod uczenia maszynowego służących do ich badania.

Abstrakt

W trakcie swojej prezentacji przedstawię prace realizowane m.in. dzięki grantom obliczeniowym Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Obliczeniowego. W szczególności skupię się na rozwijanych w naszym zespole narzędziach opartych o techniki uczenia maszynowego (SVM, Deep Learning) służących do przewidywania właściwości strukturalnych białek na podstawie ich sekwencji oraz na tym, w jaki sposób narzędzia te mogą być wykorzystywane w celu lepszego zrozumienia, w jaki sposób sekwencja determinuje strukturę białka.

Dr Joanna Panecka-Hofman

11:45-12:00

Uniwersytet Warszawski

Abstrakt

Dynamika oddziaływań homotetramerycznego enzymu reduktazy pterydynowej 1 z wybranymi ligandami.

Reduktaza pterydynowa 1 (PTR1) jest enzymem występującym u chorobotwórczych świdrowców, którego inhibicja jest jednym z ostatnio rozwijanych kierunków projektowania leków. Z drugiej strony wiadomo, że dynamika enzymów jest bardzo istotna dla ich funkcji. Mimo istnienia badań strukturalnych dotyczących PTR1, dynamika tego enzymu w kontekście jego oddziaływań z substratami i lekami jest słabo poznana na poziomie molekularnym. Poza tym, są pewne dane wskazujące na znaczenie allosterii dla funkcji PTR1. Aby to zbadać, przeprowadzono symulacje dynamiki molekularnej i przyspieszonego próbkowania kompleksów enzymu PTR1 z substratami, produktami reakcji enzymatycznej i inhibitorem metotreksatem. Analiza dotychczas dostępnych danych wskazuje na pewne różnice w konformacjach miejsc wiążących homotetramerycznego enzymu w zależności od rodzaju ligandu i poziomu zapełnienia tych miejsc ligandami.

Dr Nithin Chandran

12:00-12:15

International Institute of Molecular and Cell Biology in Warsaw

image

Dr. Nithin Chandran is a postdoc at the Laboratory of Bioinformatics and Protein Engineering (Bujnicki Lab), International Institute of Molecular and Cell Biology in Warsaw. His main area of research is the study of protein-RNA complexes and RNAs by computational analysis. He currently works in the NCN MAESTRO grant on 'Integrative modeling and structure determination of macromolecular complexes comprising RNA and proteins.' He did his Ph.D. in Bioinformatics and Computational Biology from the Indian Institute of Technology Kharagpur, India. His Ph.D. studies were on 'sequence and structural analysis of RNAs and their interactions with proteins.'

Abstrakt

Modeling of RNA and RNA-protein complexes

Three-dimensional structures of RNA and RNA-protein complexes (RNPs) provide essential insights into the molecular mechanisms of their functions and interactions. Using the computing facilities, we modeled the structured elements in the SARS-CoV-2 genome to identify druggable pockets on SARS-CoV-2 RNA. Besides, the resources were used to model and study the dynamics of constrained peptides binding to pre-miR21, mimics viral suppressor, and are useful for designing bioactive RNA-targeting ligands. Moreover, we also studied the interactions of G-quadruplexes with the Platform-PAZ-Connector helix cassette of human Dicer, the region responsible for anchoring microRNA precursors (pre-miRNAs).

Joanna Miszkiewicz

12:15-12:30

Centrum Nowych Technologii, Uniwersytet Warszawski

image

Joanna Miszkiewicz jest doktorantką w Centrum Nowych Technologii UW w Laboratorium Maszyn Biomolekularnych prowadzonym przez prof. Joannę Trylską. Mgr Miszkiewicz ukończyła studia o specjalizacji biofizyka molekularna na Wydziale Fizyki UW. W projekcie doktorskim rozwija nową, potencjalną strategię przeciwbakteryjną z wykorzystaniem RNA. Łączy metody eksperymentalne i obliczeniowe. Jest laureatką grantu Preludium z Narodowego Centrum Nauki.

Abstrakt

Odtworzenie eksperymentalnej krzywej topnienia dupleksów RNA metodą dynamiki molekularnej

Dynamika molekularna stanowi ważne narzędzie do przewidywania zmian konformacyjnych biomolekuł. Symulacje dynamiki molekularnej są wykonywane przeważnie w temperaturach pokojowych lub 37°C, gdyż parametry pól siłowych zostały opracowane dla takiego zakresu temperatur. Jednak w niektórych doświadczeniach celowo zwiększa się lub zmniejsza temperaturę badanej próbki, aby otrzymać własności termodynamiczne układu, np. badanie przebiegu topnienia dupleksów kwasów rybonukleinowych (RNA) i peptydonukleinowych (PNA). Jeśli chcielibyśmy projektować sekwencje, które będą odpowiednio zmieniać strukturę w zależności od temperatury to musimy potrafić symulować takie zjawiska. Celem projektu było jakościowe odtworzenie otrzymanych z eksperymentów przeprowadzonych w Laboratorium Maszyn Biomolekularnych krzywych topnienia dupleksów zawierających RNA i PNA rozszerzając tym samym możliwości zastosowania dynamiki molekularnej w podwyższonych temperaturach. Przeprowadzając symulacje w reprezentacji pełnoatomowej i w różnych temperaturach sprawdziliśmy, czy zaprojektowane układy docelowo zwiększają podobieństwo ich krzywych topnienia do wyników eksperymentalnych, a następnie zanalizowaliśmy liczbę wiązań wodorowych i oddziaływania stackingowe w funkcji temperatury.

Assistant Professor Silvio Osella

12:30-12:45

Centre of New Technologies, University of Warsaw

image

Silvio Osella is an assistant professor at the Centre of New Technologies, University of Warsaw, in the Chemical and Biological Systems Simulation Lab headed by Dr Hab. Bartosz Trzaskowski. He obtained his PhD in 2014 at the University of Mons (Belgium) under the supervision of Prof David Beljonne. His research focuses on the computational study of the opto-electronical properties of graphene and its derivatives (i.e. Nanoribbons, Nanoclusters) and of photoswitchable and fluorophore molecules when (but not limited to) inserted into biological environments. Three main research lines are followed. The first concern the study of fluorophores embedded in lipid membranes and proteins, the second on the formation and study of hybrid organic-biological materials that can be of interest for bio-organic electronics, and the third the study of low dimensional materials based on carbon for organic electronics applications.

Abstract Rational Design of Bio-Organic Systems for Biomimetic Applications

In recent years, research effort has been devoted to the generation of hybrid materials which change the electronic properties of one constituent by changing the optoelectronic properties of the other one. The most appealing and commonly used approach to design such novel materials relies on combining organic materials or metals with biological systems like redox-active proteins. Such hybrid systems can be used e.g. as bio-sensors, bio-fuel cells, biohybrid photoelectrochemical cells and nanosctuctured photoelectronic devices. Although experimental efforts have already resulted in the generation of a number of hybrid bio-organic materials, the main bottleneck of this technology is the formation of a stable and efficient (in terms of electronic communication) interface between the biological and the organic/metal counterparts. In particular, the efficiency of the final devices is usually very low due to two main problems related to the interfacing of such different components: charge recombination at the interface and the high possibility of losing the function of the biological component, which leads to the inactivation of the entire device. Here, we present a multiscale computational design which allows the study of complex interfaces for stable and highly efficient hybrid materials for biomimetic application, consisting of single layer graphene (SLG) as organic material/metal and small light harvesting protein complex as biological counterpart, linked together via a self-assembly monolayer (SAM), in order to create novel biomimetic materials for solar-to-fuel, bio-transistors or bioorganic electronic applications.

Profesor Adam Sieradzan

13:30-13:45

Uniwersytet Gdański

image

Adam Sieradzan jest profesorem uczelni pracującym na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego, tam też zrobił doktorat w 2013 roku i habilitował się w 2019. W 2014 roku odbył staż podoktorski w Uppsala University. Oprócz stażu podoktorskiego odbył liczne staże krótko terminowe w Stanach Zjednoczonych, Chinach, Brazylii i Korei Południowej. Wielokrotnie uzyskał finansowanie na badania z Narodowego Centrum Nauki i był Stypendystą MNiSW oraz Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Prowadzi badania nad dynamiką i zwijaniem białek oraz kwasów nukleinowych.

Abstrakt

Błony lipidowe odgrywają ważną rolę w wielu procesach biologicznych. Są one odpowiedzialne m.in. za magazynowanie energii, ochronę od świata zewnętrznego czy nadawanie odpowiedniego kształtu komórkom. Komórki komunikują się ze światem zewnętrznym za pomocą białek umieszczonych w błonie. Badanie tych białek eksperymentalnie jest niezwykle skomplikowane, z pomocą przychodzą metody teoretyczne, obliczeniowe. W prezentacji opowiem, jak rozwinęliśmy program do symulacji białek (UNRES) w reprezentacji gruboziarnistej, sparametryzowaliśmy go by móc symulować białka błonowe oraz użyliśmy do badani białka wirusa opryszczki.

Paweł Gora

13:45-14:00

Uniwersytet Warszawski

image

Doktorant informatyki i nauczyciel akademicki na Wydziale Matematyki, Informatyki i Mechaniki Uniwersytetu Warszawskiego. Interesuje się nowymi technologiami (np. sztuczna inteligencja, informatyka kwantowa) oraz ich zastosowaniami, m.in. w transporcie, medycynie i e-commerce. Jest twórcą i liderem grupy badawczej TensorCell zajmującej się optymalizacją złożonych procesów (m.in. ruchu drogowego, leczenia nowotworu) oraz twórcą programu do symulacji i analizy ruchu drogowego Traffic Simulation Framework. Autor prac naukowych publikowanych na najlepszych konferencjach informatycznych i transportowych (m.in. NeurIPS, MT-ITS), jego prace było wielokrotnie cytowane i nagradzane, m.in. nagrodami "LIDER ITS" w 2015 i 2017 roku za najlepszą w Polsce pracę badawczo-rozwojową w obszarze inteligentnych systemów transportowych, "Doktoraty dla Mazowsza", "Nowoczesny Uniwersytet". W 2017 roku został wyróżniony w gronie "Top 10 Polish Talents" w konkursie "MIT Innovator Under 35" oraz znalazł się na liście "New Europe 100" w gronie 100 wybitnych innowatorów w Europie Wschodniej. W przeszłości pracował jako inżynier i naukowiec m.in. w Microsoft, Google, CERN i IBM Research. Obecnie współpracuje jako mentor/doradca z polskimi startupami, m.in. Broomee Technologies. Współorganizuje cykl spotkań Warsaw.ai oraz Warsaw Quantum Computing Group, jest również członkiem Rady ds. Cyfryzacji oraz przedstawicielem Polski w Komitecie Zarządzającym akcji COST WISE-ACT dotyczącej badania wpływu w dużej skali pojazdów autonomicznych i komunikujących się. Zajmuje się również wspieraniem edukacji i badań w obszarze nowych technologii (przede wszystkim AI i informatyki kwantowej) w ramach inicjatyw QWorld i QPoland oraz "Fundacji Quantum AI", której jest Fundatorem i Prezesem.

Podczas prezentacji przedstawię techniki obliczeniowe stosowane w modelowaniu rozwoju guzów linii komórkowej EMT6/Ro i w poszukiwaniu optymalnych wielodniowych protokołów radioterapeutycznych. Oryginalny model (wykorzystujący automaty komórkowe), zaimplementowany w programie MATLAB, został ponownie zaimplementowany przy użyciu języka C++. Dodatkowo obliczenia zostały zrównoleglone przy wykorzystaniu kart graficznych, co pozwoliło na znaczne przyspieszenie symulacji i umożliwiło przeszukiwanie znacząco większej, wieloparametrowej przestrzeni możliwych protokołów. Ponadto, w ramach ponownej implementacji algorytmów genetycznych zdefiniowaliśmy nowe operatory selekcji, krzyżowania i mutacji, dostosowane do przeszukiwania zwiększonej przestrzeni stanów. Rozwiązania te zaowocowały uzyskaniem 760-krotnego przyspieszenia wykonywania obliczeń w architekturze ICM w porównaniu z architekturą oryginalnego modelu oraz umożliwiły znajdowanie bardziej efektywnych (o ok. 6-8% w stosunku do tych wyznaczonych we wcześniejszych badaniach) protokołów radioterapii. Pod koniec prezentacji omówię istniejące wyzwania i przyszłe kierunki badań.

Dr Łukasz Górski

14:15-14:30

Adiunkt w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego

image

Adiunkt w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego. Doktor nauki technicznych w dyscyplinie informatyka (2017), doktor nauk społecznych w dyscyplinie nauki prawne (2019). Odbył kilka krótkoterminowych pobytów naukowych (Wolny Uniwersytet w Berlinie oraz Uniwersytet w Stuttgarcie). W swoich badaniach zajmuje się programowaniem równoległym i rozproszonym, w szczególności zastosowaniem modelu PGAS w obliczeniach naukowych - w ramach tych prac otrzymano zespołowo nagrodę HPC Challenege Class II Award for Code Elegance (konferencja Supercomputing w 2014 r.); prowadzi również prace naukowe związane z informatyką prawniczą. Obecnie współpracuje z zespołem badawczym symulującym przebieg epidemii COVID-19 w Polsce.

Abstrakt

Celem omawianych prac badawczych było zbadanie właściwości różnych modeli językowych (word2vec i BERT) w zastosowaniach związanych z informatyką prawniczą, zwłaszcza w kontekście wyjaśnialności. W tym celu wykorzystano modele wytrenowane na zbiorach danych o charakterze ogólnym (np. wikipedia), jak i specjalistycznym (baza orzecznictwa amerykańskich sądów - system Courtlistener) oraz przeanalizowano ich wpływ - z wykorzystaniem metody GradCAM - na predykcje konwolucyjnej sieci neuronowej. Wykorzystano następujące zbiory danych jako przedmiot klasyfikacji: h VetClaims-JSON (https://github.com/LLTLab/VetClaims-JSON; klasyfikacja ról retorycznych, jakie pełnią poszczególne zdania w uzasadnieniach decyzji dotyczących spraw weteranów) oraz Statury Interpretation Data set (https://github.com/jsavelka/statutory_interpretation; przydatność poszczególnych fragmentów orzeczeń dla wykładni zadanego przepisu prawa). W trakcie wystąpienia omówiony zostanie proces treningu (przeprowadzony z wykorzystaniem klastra GPU rysy) oraz uzyskane wyniki i wprowadzone metryki porównawcze.

Damian Sobieraj

15:45-16:00

Politechnika Warszawska

image

Damian Sobieraj jest doktorantem w Zakładzie Projektowania Materiałów na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej. Pod opieką prof. Krzysztofa Kurzydłowskiego i dr Jana Wróbla bada właściwości stopów o wysokiej entropii łącząc metody eksperymentalne z obliczeniowymi.

Abstrakt

Stopy metali o wysokiej entropii (HEA – z ang. high entropy alloys) są nową klasą materiałów o wyjątkowej mikrostrukturze i właściwościach. Stopy te składają się z 4 lub więcej składników o zbliżonym stężeniu. Wysoka entropia konfiguracyjna (czyli duży stopień nieuporządkowania atomów) związana z obecnością różnych rodzajów pierwiastków hamuje tworzenie się kruchych faz międzymetalicznych i promuje nieuporządkowane wieloskładnikowe roztwory stałe, które posiadają unikalne właściwości. Ze względu na olbrzymią liczbę kombinacji zarówno doboru pierwiastków jak również ich stężeń, eksperymentalne przebadanie wszystkich kombinacji stopów jest niemożliwe. Celem przeprowadzonych badań było zrozumienie, przy użyciu modelowania ab-initio, w jaki sposób uporządkowanie atomowe, entropia konfiguracyjna oraz podstawowe właściwości stopów o wysokiej entropii z układu W-Ta-Ti-Cr-V zależą od stężeń poszczególnych pierwiastków oraz temperatury. Do przeprowadzenia symulacji wykorzystano metody DFT (z ang. Density Functional Theory), Cluster Expansion oraz Monte Carlo. Wykazano, iż połączenie tych metod może być z powodzeniem wykorzystane do modelowania stopów o wysokiej entropii, określania ich stabilności fazowej a także stopnia uporządkowania bliskiego zasięgu. Stopy W-Ta-Ti-V charakteryzowały się najniższą temperaturą zaniku uporządkowania bliskiego zasięgu – 700 K. Oznacza to, iż formują nieuporządkowany roztwór stały w najniższej temperaturze spośród wszystkich stopów z układu W-Ta-Ti-Cr-V [1]. Opracowany model wykorzystany został do analizy stopu W38Ta36Cr15V11, wytworzonego później za pomocą rozpylania magnetronowego i charakteryzującego się bardzo wysoką odpornością na promieniowanie [2]. Uzyskane wyniki prawidłowo przewidziały powstawanie wydzieleń Cr-V blokujących powstawanie defektów punktowych i pętli dyslokacyjnych, a także wskazały potencjalne źródła tych wyjątkowych właściwości stopu W38Ta36Cr15V11.

[1] D. Sobieraj , J. S. Wróbel, K. J. Kurzydłowski , T. Rygier, O. El-Atwani, A. Devaraj, E. Martinez, D. Nguyen-Manh, Chemical short-range order in derivative Cr-Ta-Ti-V-W high entropy alloys from the first-principles thermodynamic study, Physical Chemistry Chemical Physics, 2020

[2] O. El-Atwani, N. Li, M. Li, A. Devaraj, J. K. S. Baldwin, M. M. Schneider, D. Sobieraj, J. S. Wróbel, D. Nguyen-Manh, S. A. Maloy, E. Martinez, Outstanding radiation resistance of tungsten-based high-entropy alloys. Sci. Adv. 5, eaav2002, 2019

Dzień II

Yevgen Melikhov

09:15-09:30

Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

image

Abstrakt

A potential simultaneous use of the ferromagnetic and semiconductors properties in spintronics has attracted a great interest to diluted magnetic semiconductors (DMS) with the most studied material being (Ga,Mn)As. With the optimized MBE growth and post growth annealing procedures nowadays (Ga,Mn)As layers have achieved the Curie temperature, TC, as high as about 200 K. This is remarkably high as for DMS, but still too low in view of potential application in spintronics devices. Studies on the influence of microstructure and its inhomogeneities upon material’s properties, as well as studies on transformation processes of local atomic structure around Mn ions which occur in (Ga,Mn)As during growth and post growth annealing should lead to an improved understanding of the microstructure evolution and could potentially lead to a further progress in reaching larger TC in (Ga,Mn)As. X-ray Absorption Spectroscopy is one of the essential tools to study local atomic/electronic structure and, with extended theoretical support, is widely used in scientific community. Here, the structural properties of (Ga,Mn)As system were investigated using an integrated approach that combines EXAFS spectroscopy and molecular dynamics (MD) simulations. A quantitative analysis of the Mn K-edge EXAFS spectrum of (Ga,Mn)As films has been carried out starting from the structural information on the system derived from the Quantum ESPRESSO calculations and MD simulation. This combined approach allows one to reduce the number of correlated model parameters required in the fitting of the experimental EXAFS data and to increase the reliability of the EXAFS data analysis that represents a non-trivial task when dealing with disordered systems.

Dr Karolina Z. Milowska

09:30-09:45

University of Cambridge

image

Dr Karolina Z. Milowska uzyskała z wyróżnieniem tytuł magistra w zakresie fizyki doświadczalnej (materia skondensowana), a także tytuł magistra biofizyki na Uniwersytecie Jagiellońskim, w 2008r. W grudniu 2013r. obroniła doktorat w zakresie nauk fizycznych w Instytucie Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Warszawskiego. Jej praca doktorska dotycząca funkcjonalizacji nanorurek węglowych i grafenu do zastosowań w kompozytach i nanourządzeniach została wyróżniona przez Radę wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Jej badania prowadzone podczas studiów doktoranckich w zakresie nanoelektroniki materiałów dwuwymiarowych zostały nagrodzone przez Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego. W 2012r. otrzymała jedną ze stu prestiżowych nagród, przyznanych we wszystkich dyscyplinach, za wybitne osiągnięcia. Swój pierwszy staż postdoktorski (lipiec 2013-wrzesień 2015) odbyła na Uniwersytecie w Monachium (Ludwig-Maximilians Universität München), gdzie była zaangażowana w modelowanie kontrolowanej samoorganizacji nanocząstek, procesów fotokatalitycznych, a także zjawisk optoelektronicznych. Następnie, w 2016r., dołączyła na krótko do Wydziału Materiałoznawstwa i Metalurgii na Uniwersytecie w Cambridge, aby badać własności termoelektryczne materiałów kompozytowych zawierających nanorurki węglowe i typowe metale. Od listopada 2017r. pracuje wraz z prof. Mike Payne'm nad niskowymiarowymi materiałami, głównie stosując metody ab-initio, w Grupie Teorii Materii Skondensowanej na Wydziale Fizyki (Cavendish Laboratory), na Uniwersytecie w Cambridge.

Abstrakt

Jak poprawić własności elektryczne przewodów opartych o nanorurki węglowe?

Nisko wymiarowe formy węgla, takie jak nanorurki węglowe czy grafen, w dalszym ciągu przyciągają wiele uwagi ze względu na swoje zadziwiające własności. Zaliczają się one do najwytrzymalszych, termicznie i elektrycznie najlepiej przewodzących materiałów na Ziemi. Jednakże, mimo upływu lat od ich odkrycia bądź eksperymentalnego udowodnienia ich istnienia, ich komercjalizacja nie dokonała się w pełni. Jest jeszcze wiele aspektów, które należy ustraprawnić bądź poprawić w celu pełnego wykorzystania własności tych materiałów. Włókna nanorurkowe, które są utworzone przez uporządkowane pojedyncze nanorurki są obecnie w wielu dziedzinach, a w szczególności w elektronice i inżynierii elektrycznej jako połączenia czy przewody elektryczne. W niniejszej prezentacji skupię się nad domieszkowaniem halogenami takich włókien w celu poprawy ich własności elektrycznych. Omówię również rolę płatków grafenowych w zwiększeniu ich przewodności.

[1] D. Janas, K. Z. Milowska, P.D. Bristowe, K.K.K. Koziol "Improving the electrical properties of carbon nanotubes with interhalogen compounds", Nanoscale, 9, 3212-3221 (2017),

[2] S. Lepak-Kuc, K. Z. Milowska, S. Boncel, M. Szybowicz, A. Dychalska, I. Jozwik, K. K. Koziol, M. Jakubowska, A. Lekawa-Raus, "Highly Conductive Doped Hybrid Carbon Nanotube-Graphene Wires", ACS App. Mater. Int., 11 (36), 33207-33220 (2019).

Dr Aleksandra Siklitskaya

10:00-10:15

Instytut Chemii Fizycznej PAN

image

Dr. Siklitskaya defended her Ph.D. thesis on condensed matter physics in 2015, Ioffe Institute in St. Petersburg. She've been a visiting researcher in Loughborough University (Liecestershire, UK) and Institute of Material Chemistry(Strasbourg, France). Her scientific interests are: various allotropic forms of carbon and phase transitions between them, condensed matter physics and heterogeneous catalysis.

Abstrakt

XXI century brings us to the era of computational heaven with its developed software and technologies. In my talk I would like to focus on the importance of building the relevant model based on theoretical physics and chemistry before setting up the computational experiments. This step allows to save incredible amount of energy and computational resourses. Ab-initio molecular dynamics is an incredible tool for getting a qualitative insight into the structural properties of the system as well as getting a first guess of a chemical reaction mechanism. We've checked the possible routes of CO2 sequestration into various materials including calcite and carbon spiroids.

Dr Maciej Szudarek

11:30-11:45

Politechnika Warszawska

image

Maciej Szudarek zajmuje się metrologią przepływów i numeryczną mechaniką płynów. Jest asystentem w Instytucie Metrologii i Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Mechatroniki Politechniki Warszawskiej. W Laboratorium Przepływów należącym do Instytutu prowadzi badania dla przemysłu, wzorcowania i doradztwo w aspektach metrologicznych przy opracowywaniu prototypów nowych przepływomierzy.

Abstract

Modelowanie numeryczne przepływomierzy wibracyjnych

W ramach pracy opracowano model numeryczny przepływomierza wibracyjnego i wykonano jego walidację. Model numeryczny wymagał zastosowania siatek dynamicznych - w każdym kroku czasowym niezbędne było wyznaczenie rozkładu sił działających na oscylator, obliczenie jego przemieszczenia, nowego położenia i wygenerowanie nowej siatki opartej na nowym położeniu. Głównym celem było zwiększenie zakresu stosowalności tych urządzeń poprzez rozwój stanu wiedzy oraz weryfikację dotychczasowych modeli i założeń. Cel został osiągnięty, model dostarczył szereg informacji dotyczących działania przepływomierza.

Maciej Szary

11:45-12:00

Asystent w Instytucie Fizyki Politechniki Poznańskiej

image

Abstrakt

Rezystancyjne czujniki gazu oparte na warstwach MoS2 osiągają doskonałą czułość i wysoką selektywność dla molekuł NO2 i NH3. Jednakże ze względu na niską zdolność detekcji innych cząsteczek, liczba kompatybilnych analitów jest mała. Stosując obliczenia DFT, projekt rozważył domieszkowanie MoS2 w celu optymalizacji detekcji molekuł H2S. Badania oparte zostały na eksperymentalnym modelu domieszkowania wspomaganego promieniowaniem elektronowym [PRL 109 (2012) 035503]. Jako atomy domieszki wybrano P, Cl i Ge. W celu określenia selektywności adsorpcji wpływ efektów modyfikacji warstwy zbadany został dla H2S, N2 i O2. Wyniki pokazały, że domieszkowanie Ge i Cl nie wpływają korzystnie na detekcję H2S. Natomiast P zwiększa transfer ładunku po adsorpcji H2S o 354% w porównaniu z niedomieszkowanym MoS2. Jednocześnie energia adsorpcji H2S na P-MoS2 jest stosunkowo niska, a dynamika molekularna pokazuje, że domieszkowanie nie utrudnia zwolnienia miejsca adsorpcyjnego w temperaturze pokojowej. Ponadto adsorpcja H2S jest energetycznie faworyzowana względem O2 i N2, co powinno zapewnić molekułom analitu łatwiejszy dostęp do miejsc adsorpcyjnych z atomem P.

Dr Krzysztof Rogowski

12:30-12:45

Politechnika Warszawska

image

Krzysztof Rogowski jest adiunktem w Instytucie Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej Politechniki Warszawskiej. Jego zainteresowania naukowe obejmują głównie metody numeryczne mechaniki płynów oraz siłownie wiatrowe (w szczególności siłownie wiatrowe Darrieusa). W 2014 roku Krzysztof Rogowski uzyskał stopień naukowy doktora nauk technicznych w dyscyplinie mechanika (tytuł rozprawy doktorskiej Analysis of Performance of the Darrieus Wind Turbines). W sierpniu 2020 roku Krzysztof Rogowski złożył wniosek o nadanie stopnia doktora habilitowanego. Głównym osiągnięciem habilitanta jest cykl publikacji naukowych pod tytułem „Modelowanie siłowni wiatrowych o pionowej osi obrotu wykorzystując metody numeryczne mechaniki płynów” Cykl publikacji obejmuje 8 publikacji z listy JCR, dwa artykuły z czasopism spoza listy JCR ujętych w bazie Web od Science oraz dwie publikacje konferencyjne widoczne w bazie WoS.

Abstrakt

Aerodynamika siłowni wiatrowej Darrieusa jest ekstremalnie trudnym zagadnieniem wymagającym zastosowania zaawansowanych metod numerycznych mechaniki płynów. Dodatkowe elementy konstrukcyjne wirnika, takie jak np. wirujący wał, wsporniki łopat, odciągi jeszcze bardziej zaburzają przepływ. Głównym celem prezentowanych badań jest analiza wpływu wirującego wału wirnika Darrieusa na obciążenia aerodynamiczne jego łopat wykorzystując dobrze znane podejście Unsteady Reynolds Averaged Navier–Stokes (URANS) a także przemysłowy dwu-równaniowy model turbulencji shear stress transport (SST) k-ω. Badania numeryczne przeprowadzono dla wirnika o średnicy 1m pracującego przy wyróżniku szybkobieżności 4,5. W pracy analizowano również nieustalone pola prędkości w obszarze wirnika oraz w cieniu aerodynamicznym wirującego wału. Otrzymane charakterystyki aerodynamiczne wirnika porównano z wynikami badań eksperymentalnych uzyskanych techniką PIV. Badania pokazały, że moc wirnika wyposażonego w wirujący wał jest o 2,5% niższa w porównaniu z „czystym” wirnikiem.

Dr Oksana Volnianska

13:30-13:45

Adiunkt w Instytucie Fizyki PAN

image

Dr Oksana Volnianska pracuje jako adiunkt w Instytucie Fizyki PAN. Zajmuje się teoria magnetyzmu indukowanego przez domieszki metali przejściowych w półprzewodnikach. Bada wpływ domieszek na strukturę pasmowa nanokrysztalów półprzewodnikowych wykorzystując obliczenia z pierwszych zasad.

Abstrakt

Struktura elektronowa domieszek metali przejściowych w ZnO i GaN

Zbadana została struktura elektronowa jonów metali przejściowych (TM) w szerokoprzerwowych półprzewodnikach II-VI i III-V. Obliczenia wykonano używając teorii funkcjonału gęstości w przybliżeniu lokalnej gęstości, uwzględniając człony +U (metoda LDA+U). Uwzględnienie członów +U dla stanów p(N), p(O) i d(Zn) prowadzi do poprawnych wartości przerw wzbronionych.

Wyniki charakteryzuje silna zależność poziomów domieszkowych od stanu ładunkowego domieszki, czyli od energii Fermiego, co jest związane z silnym oddziaływaniem kulombowskim między elektronami d(TM). Przeprowadzono analizę energii przejść optycznych, zarówno wewnątrz-centrowych jak i jonizacyjnych, dla jonów TM w ZnO i GaN. Obliczono też odpowiednie reguły wyboru. Dobra zgodność z doświadczeniem pozwoliła na potwierdzenie proponowanych w literaturze identyfikacji obserwowanych przejść, lub na zaproponowanie odmiennych identyfikacji. Dokładne porównanie teorii z doświadczeniem omówione zostanie na przykładzie Cu w ZnO.
Obliczenia dotyczą struktur objętościowych oraz nanokryształów. Grant G16-11: Piotr Bogusławski, O.V., Tomasz Zakrzewski.

Profesor Bohdan Andriyevskyy

13:45-14:00

Politechnika Koszalińska

image

Bohdan Andriyevskyy, profesor, dr hab., jestem zatrudniony w Politechnice Koszalińskiej od roku 2001, jestem autorem lub współautorem 270 publikacji naukowych. Obszar moich zainteresowań naukowych obejmuje fizykę ciała stałego, w tym właściwości optyczne i elektryczne półprzewodników i dielektryków. Od 20 lat zajmuję się głównie badaniami obliczeniowymi w ramach teorii funkcjonału gęstości właściwości elektronowych i fononowych ciał stałych oraz oddziaływań cząsteczek z powierzchniami metali. W tej ostatniej tematyce, współpracuję z naukowcami z Instytutu Max Plancka do Badań Ciała Stałego w Stuttgarcie. Od lat współpracuję także z ukraińskimi naukowcami ze Lwowskiego Uniwersytetu i Lwowskiej Politechniki.

Abstrakt

Właściwości elektronowe i fononowe kryształów półprzewodnikowych obliczone w ramach teorii funkcjonału gęstości

Zostaną przedstawione wyniki badań obliczeniowych w ramach teorii funkcjonału gęstości: (1) struktury elektronowej pasmowej oraz domieszkowanych kryształów ZnO-Al, w tym efektywnej masy elektronów, oraz jej zależności od koncentracji nośników. (2) właściwości elektronowych, fononowych i termoelektrycznych kryształów Cu7PS6, Cu7PSe6 i Cu7PS3Se3. Struktura pasmowa kryształów charakteryzuje się stosunkowo dużą wartością współczynnika Seebecka  ~ 1 mVK-1, co może świadczyć o dużej efektywności termoelektrycznej. Nieliniowe właściwości drgań atomów miedzi w Cu7PS6 znacznie przewyższają podobne właściwości dla fosforu siarki i selenu. Duża nieliniowość drgań znalezionych atomów miedzi może powodować stosunkowo niski współczynnik przewodności cieplnej, co z kolei sprzyja dużej wielkości współczynnika dobroci termoelektrycznej.

Dr Agata Podsiadły-Paszkowska

14:15-14:30

Adiunkt na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej

Abstrakt

Hematite (α-Fe2O3) is one of the most widely studied semiconductor for photo-electrochemical water-splitting, as its bulk band gap (2.0-2.2eV) permits the absorption of visible light. It is also cheap, abundant and stable in water. Despite intensive research, the hematite-based devices have not yet achieved the theoretically predicted efficiency of 12.7–16.8%. On the one hand, this indicates the need for in-depth research on the water-splitting process itself on the hematite surface, as such incompatibility with theoretical predictions suggests incomplete understanding and incorrect prediction of the processes. On the other hand, one should consider the possibility of using a co-catalyst that would affect the optical properties of the hematite, possibly increasing the water-splitting efficiency. Using density functional theory we calculate the energetics of the (110) surface of hematite. We propose using Ti, Co, and Ni atoms as co-catalysts and analyze how these atoms affect the atomic and electronic structure of the surface and the magnetic ordering. We also show how the presence of a co-catalyst atom and the resulting charge redistribution and magnetic moments ordering influence stabilization of intermediates of water-splitting reaction.

Michał Kochman

14:30-14:45

Instytut Chemii Fizycznej PAN

image

Absolwent Wydziału Chemii Uniwersytetu w Edynburgu. Obecnie adiunkt w zespole Cooperative Catalysis w Instytucie Chemii Fizycznej PAN.

Abstrakt

Pirouettes in molasses. Simulations of molecular motors in aqueous solution

Molecular machines are artificial (man-made) molecules which produce mechanical action in response to specific external stimuli. A subclass of molecular machines are molecular motors, whose mode of action consists of repeatable unidirectional rotation. The ideal source of energy to power their operation is light, which has the advantage of not requiring a physical connection to the molecular motor, and affords fine spatial and temporal control. In most designs to date, the mechanism of rotation is based on E-Z photoisomerization around a double bond, and the directionality is controlled by the presence of an adjacent stereogenic center. Molecular motors of this type are built around organic chromophores with extended conjugated π-bonding systems, and consequently, they tend to be relatively large. Because of the steric bulkiness of typical molecular motors, their isomerization reactions can be expected to be strongly affected by mechanical interactions with the surrounding medium, such as a solvent. Clearly, the isomerization of a molecular motor must involve a substantial change in the shape of its solvent cage. Furthermore, collisions with the surrounding solvent molecules will give rise to friction against the solvent. In the present contribution, we quantify these effects by carrying out molecular dynamics simulations of the photoisomerization reactions of a prototypical molecular motor in aqueous solution.

Dr hab. inż. Maciej Śmiechowski

15:45-16:00

Politechnika Gdańska

image

Dr hab. inż. Maciej Śmiechowski uzyskał stopień doktora nauk chemicznych w roku 2007 na Wydziale Chemicznym Politechniki Gdańskiej i od tego czasu jest zatrudniony w Katedrze Chemii Fizycznej Wydziału Chemicznego PG. W latach 2011-2013 odbył staż podoktorski w Ruhr-Universität Bochum, zaś w roku 2019 uzyskał stopień doktora habilitowanego nauk chemicznych. Jego zainteresowania naukowe dotyczą zjawisk hydratacji i solwatacji badanych przy użyciu spektroskopii oscylacyjnej, zarówno od strony eksperymentalnej, jak i obliczeniowej. Jest autorem lub współautorem 34 publikacji naukowych w czasopismach z listy JCR, głównie z zakresu chemii fizycznej roztworów i dynamiki molekularnej. Obecnie pełni rolę kierownika projektu w dwóch grantach obliczeniowych (w CI TASK Gdańsk oraz ICM Warszawa).

Abstrakt

Wodór cząsteczkowy jako minimalny model hydratacji hydrofobowej.

Hydratacja hydrofobowa cząsteczki wodoru w wodzie została zbadana na poziomie molekularnym w oparciu o symulacje metodą dynamiki molekularnej ab initio ze strukturą elektronową opisywaną teorią funkcjonału gęstości. Cząsteczka H2 i jej chwilowe otoczenie solwatacyjne („klatka”) dyfundują poprzez mechanizm dyfuzji strukturalnej, tzn. znacznie szybciej od samego rozpuszczalnika. Cząsteczkowy mechanizm leżący u podstaw tego procesu można powiązać z chwilowymi fluktuacjami objętości klatki wokół obu atomów H cząsteczki H2, prowadzącymi do specyficznych przypadków otwarcia klatki, które mogą być powiązane z intensywnymi sygnałami widmowymi widocznymi w zakresie terahercowym (THz) widma oscylacyjnego.


Last update: January 23, 2021
Ta strona używa plików cookies.
Polityka Prywatności    AKCEPTUJĘ