Od niedawna na Wydziale Matematyki i Informatyki w Katedrze Fizyki Relatywistycznej działa relaksometr - najnowocześniejszy w kraju i jeden trzech obecnie pracujących w Polsce.

Kortowski relaksometr rezonansu jądrowego (MRJ) oparty na technice „Field Cycling” wykorzystuje do badań metodę rezonansu magnetycznego. Ta metoda jest już znana od dość dawna i często stosowana np. w lecznictwie. Urządzenia stosowane w medycynie są jednak ogromne i wytwarzają silne pole magnetyczne. To, które trafiło do Olsztyna bada ciała w polu nie większym niż o indukcji magnetycznej 2 tesli. Natomiast w fizyce metoda magnetycznego rezonansu jądrowego jest w Polsce znana, ale jeszcze stosunkowo mało doceniona. Otwiera możliwości prowadzenia unikalnych badań materii we wszystkich stanach jej skupienia: od prostych cieczy (jak np. woda) poprzez układy polimerowe, makromolekuły biologiczne (lipidy, białka), nanoukłady (ciecze zawierające obiekty o skali „nano”, np nanorurki czy grafen) do złożonych ciał stałych.

- Naszym celem są badania interdyscyplinarne łączące badania podstawowe z możliwościami aplikacyjnymi. Przykładem takich badań są choćby zagadnienia dynamiki tzw „nanofluids” (układy koloidowe zawierające nano-obiekty, które mają bardzo szerokie spektrum zastosowań), badania układów jonowych tworzących tzw. elektrolity nowej generacji. Klasycznym przykładem są tu systemy zawierające lit czy też makromolekuły paramagnetyczne używane jako środki kontrastujące w obrazowaniu medycznym. W tym kontekście należy wspomnieć o prowadzonych przez nas badaniach nad układami zawierającymi nanocząstki magnetyczne, z którymi wiąże się duże nadzieje, ponieważ są to niezwykle efektywne środki kontrastujące, czy też mechanizmy dynamiczne w układach (kryształach) ferroelektrycznych - mówi dr hab. Szczepan Brym, prof. UWM, kierownik Katedry Fizyki Relatywistycznej.

- Dzięki relaksometrowi selektywnie „widzimy” ruchy molekularne zachodzące w układzie, począwszy od procesów bardzo szybkich (jak np. dynamika fragmentów molekuł), poprzez dynamikę rotacyjną, translacyjną do bardzo wolnych kolektywnych ruchów molekularnych obserwowanych, np. w układach biologicznych - dodaje dr.hab. Danuta Kruk , prof. UWM z Katedry Fizyki Relatywistycznej. - Warto podkreślić, że klasyczne eksperymenty magnetycznego rezonansu jądrowego wykonuje się w jednym polu magnetycznym i mają one na celu określenie struktury układu. Dlatego używa się jak największych pól magnetycznych. My eksperymenty prowadzimy w obszarze pól magnetycznych obejmujących prawie sześć rzędów wielkości, właśnie po to, aby móc badać procesy dynamiczne zachodzące w różnej skali czasowej.

Ze wzgledu na interdyscyplinarny charakter badań Katedra Fizyki Relatywistycznej prowadzi szeroką współpracę z ośrodkami naukowymi w Niemczech, Szwecji, USA, Indiach, Japonii, Wielkiej Brytanii i Białorusi oraz w Polsce - z Krakowem, Poznaniem i Warszawą.

- Naszym celem jest zwiększenie współpracy z innymi wydziałami UWM. Nasza pracownia istnieje od niedawna, a utworzenie wspólnych projektów wymaga czasu. Zamierzamy w tym celu zorganizować w nowym roku cykl seminariów, prowadzimy też indywidualne rozmowy z osobami prowadzącymi badania, do których naszym zdaniem relaksometria MRJ może wnieść interesujący wkład. UWM jest ośrodkiem, w którym badania biologiczne, rolnicze i medyczne stoją na najwyższym poziomie, a relaksometria MRJ jest tutaj cenną metodą.

Czy łatwo jest nauczy się obsługi relaksometru?

- Nie, nie jest łatwo. Jest to urządzenie wykorzystujące złożony efekt fizyczny magnetycznego rezonansu spinowego, którego mechanizm trzeba dobrze rozumieć, aby być w stanie odpowiednio dobrać parametry pomiarowe (spin to moment własny pędu cząstki elementarnej jądra atomu). Mówiąc wprost: aby przeprowadzić taki eksperyment trzeba być fizykiem, chemikiem i nabrać doświadczenia w eksperymentowaniu. Do tego trzeba posiąść wiedzę umożliwiającą analizę otrzymanych wyników, bo relaksometria MRJ nie dostarcza informacji bezpośrednich, jak np. wiskozymetr, który podaje wartość współczynnika lepkości. Nasza grupa ma jednak w tej dziedzinie duże doświadczenie - dodaje prof. Kruk.

Relaksometr został umieszczony w jednej z pracowni Wydziału Matematyki i Informatyki i stał się częścią Katedry Fizyki Relatywistycznej. Będzie jednak służyć nie tylko fizykom, ale także naukowcom z Wydziału Nauki o Żywności i Nauk Medycznych. Kosztował ok. 1,5 mln zł. Obecnie w Polsce poza Olsztynem są jeszcze 2 takie urządzenia, oba w Poznaniu.

Źródło: www.uwm.edu.pl