У Центру за фотонику Института за физику у Београду, убрзано се развија једна релативно нова мултидисциплинарна област која има широку примену – квантна биофотоника. Њен развој тече у сарадњи са две еминентне европске истраживачке установе, Универзитетом Фридрих Шилер у Јени и италијанским националним истраживачким саветом (ЦНР), и уз сарадњу са Биолошким факултетом Универзитета у Београду у оквиру такозваног твининг пројекта названог BioQantSense. Тим поводом, разговарали смо са менаџерком овог пројекта др Марином Лекић из Центра за фотонику о квантној биофотоници, њеној примени, као и о самом пројекту кроз који се успоставља нови центар за квантну биофотонику.

Шта је, укратко, квантна биофотоника?

ДР МАРИНА ЛЕKИЋ: Kвантна биофотоника је ново поље истраживања, а ниво прецизности и контроле који пружа недавни напредак у квантним технологијама чини ово мултидисциплинарно поље веома узбудљивим. У квантној биофотоници примењујемо методе развијене за карактеризацију и манипулацију квантног стања да бисмо направили осетљива, поуздана и следљива мерења у био-окружењу које се стално мења.
Основни “алат” је један изоловани фотон или уплетени пар фотона, који се прво генерише, затим преноси, трансформише и коначно апсорбује. Са фотона који је апсорбован од стране биолошког система, потенцијално можемо прочитати много информација. Данас су наше могуц́ности у области квантне кохерентности једног фотона ограничене, али је то огромно поље истраживања за квантну биофотонику.

Шта је главни циљ вашег твининг пројекта?
Циљ пројекта је подизање изврсности, угледа и међународне компетитивности Центра за фотонику, једног од четири центра изврсности Института за физику, као и самог Института у менаџмент и административним аспектима релевантним за међународне пројектне, односно истраживачке и иновативне активности. У оквиру научно-истраживачког дела пројекта развијаће се нова научна област – квантна биофотоника, а сви аспекти класичне биофотонике ће бити значајно унапређени. Kоначни циљ пројекта је успостављање Центра за квантну биофотонику на Институту за физику у Београду, као резултат трансфера знања кроз стратешко умрежавање са два европска партнера високог профила, Универзитетом Фридрих Шилер у Јени (ФСУ) и италијанским националним истраживачким саветом (ЦНР). Биолошки факултет Универзитета у Београду, дугогодишњи партнер Института, је још један од пројектних партнера који ће помоц́и биолозима нашег Института при избору, припреми и култивацији одговарајуц́их биоузорака.

На који начин ће бити успостављена нова област квантне биофотонике на Институту?
Успостављање нове области се одвија у неколико корака. Први корак је свакако постојање истраживачке инфраструктуре а затим трансфер знања и вештина између координатора (Института за физику) и водећих партнерских институција.

У другом делу BioQantSense пројекта предвиђен је истраживачки пројекат чији је циљ реализација микроскопа на бази квантне холографске интерферометрије и снимање биолошких узорака који су на место снимања допремљени микрофлуидним каналима као деловима lab-on-a-chip. Развој система за квантно осликавање (quantum imaging) биолошких узорака и квантно мерење (quantum sensing) трагова молекула у некој средини заснован је на квантној увезаности парова фотона насталих у одговарајућим нелинераним кристалима преко процеса параметарске конверзије фотона. Мерења се реализују детектовањем једног фотона (сигнални фотон) који није ни “видео” узорак, али чије су фаза и аплитуда промењене сразмерно променама које су се десиле са другим (увезаним фотоном), приликом проласка кроз узорак.
Посебан значај овог типа квантног микросопа је што су два фотона у различитим таласним подручјима, средњој и блиској инфрацрвеној области, па је снимање у средњој ИЦ области, омогућено детектовањем фотона у блиској ИЦ области.
Овај иновативни пројекат, унапређене вештине, као и савремена опрема коју набављамо у оквиру пројекта, а која је неопходна како би ишли у корак са водећим светским институцијама из ове области, предуслов су за успостављање нове области квантне биофотонике на Институту за физику.

Шта је највећа корист од квантне биофотонике?
Kроз иновативна истраживања и напредак, квантна биофотоника има потенцијал да доведе до значајних открицћа и иновација у различитим областима, као што су медицина, технологија и заштита животне средине. Новим истраживањима у области квантне биофотонике настају дијагностички и терапеутски инструменти. На пример, квантна биофотоника се може користити у наномедицини за развој нових уређаја и сензора на наноскали који користе интеракцију светлост-материја за праћење и манипулацију биолошким процесима. Фотонски биосензори у наномедицини могу направити револуцију у медицинској дијагностици и терапији омогућавајући брзо и тачно откривање болести, праћење прогресије болести и циљану испоруку лекова и третмана. Фотонски биосензори могу да открију специфичне биомолекуле као што су појединачни протеини, ДНK, и друге ћелијске компоненте, што их чини корисним за дијагностику и праћење на лицу места.
Посебан значај BioQantSense пројекта је што у Институт за физику уводи истраживања чији резултати припадају квантним технологијама, које су у Европи већ узнапредовале. Друга квантна револуција је увелико у току у земљама ЕУ, док у Србији не постоји ни свест о већ важним резултатима те револуције.

Kако тече сарадња са истраживачима из Италије и Немачке?
Да би се повећала научна изврсност као и ојачале научне и административне/управљачке вештине Института на европској сцени истраживања и иновација дефинисани су следећи циљеви сарадње:

1. Побољшање вештина управљања и администрације пројеката Института финансираних пре свега из ЕУ извора као и веће конкурентности у самом процесу аплицирања и привлачења грантова;
2. Идентификација одговарајућих експерименталних поставки за квантно снимање, дизајна и материјала за Lab-on-a-chip;
3. Обука истраживача Института за реализацију истраживачког пројекта планираног за трећу годину.
   Сарадња са партнерима, односно трансфер научних и административно/управљачких знања и вештина, реализује се кроз већи број научних и менаџмент посета, које смо претходно дефинисали са партнерима кроз детаљан план посета. У првој половини пројекта остварено је 12 научних и 3 менаџмент посете.
   Наши партнери су водећи у Европи у области квантне биофотонике, тако да смо веома захвални на научним и оперативним знањима које добијамо са њихове стране и надамо се да ће у будућности наш Центар за квантну биофотонику бити партнер ЦНР-ИНО и ФСУ на неким новим истраживачким и комерцијалним пројектима.

На који начин ће рад особа укључених у пројекат допринети унапређењу науке, људи и институције?
Будући Центар за квантну биофотонику, са компетентним и обученим истраживачима и савременом опремом, заједно ће чинити веома привлачну истраживачку инфраструктуру и знатно ће допринети развоју ове гране фотонике у Србији. Такође ће отворити врата Институту за физику за учешће на многим ЕУ и међународним позивима тренутно отвореним само за институције које се баве овом изузетно актуелном и перспективном научном граном. Повећано учешће Института у међународним пројектима привући ће иноваторе и мала и средња предузећа што ће олакшати комерцијализацију резултата истраживања и коначно, пружити нове могућности за запошљавање. Успешном реализацијом BioQantSense пројекта створићемо изузетно компетитивну истраживачку инфраструктуру која ће, надамо се, допринети привлачењу младих кадрова из земље и света ка Центру за квантну биофотонику и Институту за физику.
BioQantSense пројекат нам даје прилику да учимо од искуснијих партнера и о Grant Managementu, као и да добру праксу и стручност развијених одељења наших партнерских институција применимо код нас. Током менаџмент посета у оквиру пројекта, појавиле су се многе идеје и модели за унапређење Одељења за међународне пројекте и сарадњу, као и могућности за будућу пројектну сарадњу у погледу подршке менаџмента иновацијама и истраживачкој инфраструктури. Вештине особа заспослених у Одељењу за међународну пројекте и сарадњу, које се развија по узору на Grant Offices наших партнера, допринеће већој видљивости ЕУ могућности за финансирање, квалитетнијим и успешнијим апликацијама и лакшој реализацији добијених пројеката. BioQantSense пројекат ће допринети да Одељење за међународну пројекте и сарадњу Института за физику постане снажна административна и стручна подршка научно-истраживачким тимовима Института који раде на ЕУ и међународним пројектима.

(ВИДЕО) Kако неравнотежна, хладна плазма може да се користи у медицини, биологији и стоматологији? Kоје су особине плазме и на који начин се њена употреба у поменутим областима истражује на Институту за физику у Београду?

На ова питања за Поглед у физику одговарају два истраживача, др Невена Пуач и др Никола Шкоро из Центра за неравнотежне процесе Института за физику у Београду који учествују на пројекту APPerTAin-BIOM (Atmospheric pressureplasmas operating in wide frequency range – a new tool for production of biologically relevant reactive species for applications in biomedicine). Пројекат финансира Фонд за науку Републике Србије у оквиру програма Идеје.

Партнери на пројекту су Медицински факултет, Стоматолошки факултет и Институт за биолошка истраживања „Синиша Станковић“, Универзитета у Београду.

Поглед у физику, Еп. 5 – Примена плазме у биомедицини

АУТОРИ: Марија Ђурић, Слободан Бубњевић, Јована Николић

СНИМАЊЕ И МОНТАЖА: Алкесандар Мијаиловић

ПРОИЗВОДЊА: Институт за физику у Београду, 2023.

Поглед у физику је видео серијал Института за физику у Београду који и кратким епизодама говори о појединачним пројектима и истраживањима који се спроводе на Институту. Нове епизоде објављују се сваког петка на YouTube каналу Института, сајту и друштвеним мрежама.

ИНТЕРНИ ПОЗИВ

Сврха програма за младе истраживаче (SEED) је (1) подстицање проактивности у истраживачком раду код младих истраживача, (2) стицање искуства у припреми и реализацији самосталних пројеката код младих истраживача као и (3) пружање подршке за креирање нових истраживачких капацитета Института за физику.

Средства потребна за финансирање интерног позива Института за физику обезбеђена су  у оквиру пројекта Serbia Accelerating Innovation and Growth Entrepreneurship Project (SAIGE). Позив је намењен младим истраживачима запосленим на Институту за физику који су на почетку своје професионалне каријере (6 година од уписа на докторске студије и млађи од 35 година).

Позив је отворен до утрошка обезбеђених средстава. Пријаве за прву групу пројеката су отворене до 19. априла 2024. године. Правила за пријаву су прописана SAIGE правилником. Буџет по пројекту је до 8 000 ЕУР. Максимално трајање пројекта је 4 месеца (уз посебан захтев и одобрење SAIGE-а може се продужити на 6 месеци). Заинтересовани истраживачи подносе кратак предлог пројекта на  обрасцу који се може наћи на линку, уз јасно наведене планове истраживачких активности.

Буџетом пројекта се могу финансирати:

• Трошкови везани за истраживање (материјали, потрошни материјал, екстерна стручна услуга/савет).
• Куповина мале опреме потребне за подршку предложеним истраживачким активностима.
• Трошкови обука, уколико су предвиђене, везани за извођење одабраног пројекта, искључујући путне трошкове.
• Трошкови путовања и боравка у износу до 1 000 ЕУР, искључиво у вези са планираним истраживачким активностима.

Све набавке и процедуре морају да прате правила и процедуре прописане законима и подзаконским актима Републике Србије.

Добитници пројекта имају обавезу да редовно достављају сву потребну документацију Институту за физику (на имејл адресе kabinet@ipb.ac.rs и tto@ipb.ac.rs). На крају пројекта потребно је да истраживачи финални извештај о резултатима пројекта и финални финансијски извештај доставе на исте адресе. Институт ће извештаје даље проследити пројекту SAIGE.

Критеријуми за евалуацију:

• Истраживачка активност мора да има јасну и документовану корист за Институт за физику и за самог истраживача.
• Тражене обуке, ако их има, морају бити у директној вези са планираним истраживањима и да доводе до значајног побољшања истраживачких способности.
• Изабрани пројекти морају да дају јасну индикацију потенцијала за будући раст и развој.
• Трајање пројекта је 4 месеца (у изузетним случајевима може се тражити продужење до 6 месеци).

Процедура пријаве и оцењивања пројеката:

1. Истраживач доставља Институту за физику образац попуњен на енглеском језику. Предлози пројеката достављају се на адресе kabinet@ipb.ac.rs и tto@ipb.ac.rs, до 19. априла 2024. године, са subject линијом: IPB SEED.
2. Поред руководиоца, сваки предложени пројекат може имати још једног младог истраживача. За подршку у реализацији пројекта, истраживачи могу предложити ментора који надгледа, али не учествује у пројекту.
3. По достављању предлога пројекта, Иновациони центар даје потврду да је примио документ.
4. Процедура се завршава тако што интерна Евалуациона комисија разматра све пристигле предлоге пројеката, прави одговарајућу ранг листу и доноси одлуку о додели средстава у оквируовог позива.

Према правилима SAIGE, комисију чине директор Института, председник Научног већа и руководилац Иновационог центра. У случају сукоба интереса, чланови комисије се мењају према одговарајућој процедури. Процес евалуације надгледају директор Јединице за управљање пројектом SAIGE и национални консултант Института у оквиру пројекта SAIGE.

Образац предлога пројекта

Детаљније информације о позиву истраживачи могу добити путем имејла, слањем упита на адресу Иновационог центра: tto@ipb.ac.rs

У оквиру вишегодишње сарадње Института за физику и Астрономског кампа Летенка, представници ове регионално јединствене иницијативе посетили су Институт у среду, 27. марта 2024. године. Том приликом, Саша Зоркић и Јелена Милутиновић из организације АК Летенка разговарали су са директором Института за физику, др Александром Богојевићем, а састанку су присуствовали и Игор Смолић, Марија Ђурић и Слободан Бубњевић из Института.

Током разговора о продубљивању сарадње, др Богојевић је истакао да Институт искрено подржава иницијативу каква је АК Летенка. Директор је подсетио на значај аматерске, односно грађанске науке, указујући да је Летенка постала препознатљиво место које окупља љубитеље астрономије и других физичких наука из целог региона. Подсећајући да број учесника кампа расте из годину у годину, Саша Зоркић је указао на све веће логистичке изазове, али и на ентузијазам учесника и организатора.

Након разговора, гости су обишли Институт и посетили Лабораторију за спектроскопију плазме и ласере, Лабораторију за примену рачунара у науци и Нискофонску лабораторију за нуклеарну физику.

АК Летенка је традиционални камп на Фрушкој гори на коме се окупљају астрономи аматери, а на коме последњих сезона током неколико дана борави и више од 300 учесника. У оквиру кампа се, поред осматрачких активности, организује и богат трибинско-предавачки програм у коме учествују и истраживачи Института за физику.

Овогодишњи камп је планиран за период од 11. до 14. јула 2024. године.

Фотогалерија: ПОСЕТА АКЛ ИНСТИТУТУ ЗА ФИЗИКУ (Фото: С. Зоркић)