Stypendystka programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki opracowuje nowe reakcje chemiczne wykorzystujące światło jako źródło energii. Dzięki temu w przyszłości synteza związków chemicznych wykorzystywanych m.in.w produkcji leków może stać się bardziej energooszczędna i przyjazna dla środowiska.
Jedni marzą o nowym samochodzie, inni o podróży dookoła świata, a mgr inż. Barbara Fabjanowicz marzy o opracowaniu technologii, która zostanie wdrożonaw przemyśle i rozwiąże istotny dla ludzkości problem. Każdego dnia pracyw laboratorium stara się przybliżyć do realizacji tego celu. Zmiany klimatu wymuszają poszukiwanie bardziej zrównoważonych metod produkcji, także w przemyśle farmaceutycznym. W tym kontekście istotne mogą okazać się badania młodej naukowczyni nad reakcjami chemicznymi wykorzystującymi światło jako źródło energii umożliwiające ich przebieg. Jej prace mogą stać się częścią zielonej transformacji przemysłu farmaceutycznego.
Kiedy światło zastępuje wysoką temperaturę… Czy leki mogą powstawać bardziej ekologicznie?
Sektor ochrony zdrowia odpowiada za około 5% światowej emisji gazów cieplarnianych[1], a leki mogą stanowić nawet 20–55% śladu węglowego całej ochrony zdrowia[2]. W latach 1995–2019 globalny ślad węglowy związany z produkcją
i wykorzystaniem farmaceutyków wzrósł aż o 77%[3], co pokazuje, jak pilne staje się poszukiwanie bardziej zrównoważonych metod ich wytwarzania. Jednym z kierunków badań jest ograniczenie zużycia energii podczas syntezy substancji aktywnych. Nad takimi rozwiązaniami pracuje mgr inż. Barbara Fabjanowicz, stypendystka 25. edycji programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki w kategorii magistranckiej, związana z Wydziałem Chemii Uniwersytetu Warszawskiego oraz Instytutem Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk, która bada zastosowanie amin alifatycznych w syntezie organicznej oraz zgłębia reakcje chemiczne zachodzące pod wpływem światła.
Światło jako źródło energii dla reakcji chemicznych
Badania mgr inż. Barbary Fabjanowicz koncentrują się na odkrywaniu nowych reakcji chemicznych, w tym takich, które zachodzą pod wpływem światła. Zamiast dostarczać energię poprzez ogrzewanie, naukowcy mogą wykorzystać światło o odpowiednio dobranej długości fali, które inicjuje przebieg reakcji.
W swoich badaniach wykorzystuje fotokatalizę – podejście, w którym specjalnie dobrane związki absorbują kwant energii świetlnej i przekazują ją dalej innym związkom, same jednocześnie wracając do stanu sprzed reakcji, co pozwala na używanie bardzo niewielkich ilości tych skomplikowanych cząsteczek. Dzięki temu wiele reakcji można przeprowadzić bez dodatkowego ogrzewania, co pozwala ograniczyć zużycie energii. Opracowywane przez badaczkę nowe metody przekształcania prostych związków chemicznych w bardziej złożone cząsteczki, mogą znaleźć zastosowanie m.in. podczas syntezy substancji aktywnych wykorzystywanych w farmacji.
Fotochemia otwiera nowe możliwości
Reakcje prowadzone z wykorzystaniem światła należą obecnie do jednego z najszybciej rozwijających się obszarów chemii organicznej. Pozwalają projektować nowe drogi syntezy związków chemicznych, skracać liczbę etapów produkcji oraz ograniczać zapotrzebowanie na energię.
Choć obecnie procesy te prowadzone są głównie w specjalistycznych fotoreaktorach emitujących światło o określonej długości fali oraz w niewielkiej skali, marzeniem chemików jest rozwój tej technologii tak, aby umożliwić prowadzenie wielkotonażowych procesów przemysłowych w warunkach fotochemicznych.
Nauka dla klimatu i nowoczesnej farmacji
Ograniczanie wpływu przemysłu na klimat wymaga innowacji również w obszarze chemii i farmacji. Rozwój fotochemii może w przyszłości pomóc zmniejszyć energochłonność procesów chemicznych, ograniczyć ślad węglowy przemysłu farmaceutycznego i przyczynić się do rozwoju nowoczesnych technologii zgodnych z założeniami zielonej chemii, która ma na celu projektowanie procesów i produktów chemicznych minimalizując zużycie i powstawanie substancji szkodliwych. W ten trend wpisują się badania mgr inż. Barbary Fabjanowicz, które pokazują, że wykorzystanie światła do prowadzenia reakcji chemicznych może stać się jednym z elementów bardziej zrównoważonej produkcji związków wykorzystywanych w lekach.
***
O stypendystce programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki
Mgr inż. Barbara Fabjanowicz specjalizuje się w chemii organicznej, koncentrując swoje badania na opracowywaniu nowych reakcji chemicznych. Swoje badania szczególnie koncentruje na procesach wykorzystujących światło jako źródło energii umożliwiające ich przebieg. Od niedawna prowadzi także badania nad reakcjami fotokatalitycznymi w roztworach micelarnych, będących alternatywą dla często szkodliwych dla środowiska rozpuszczalników organicznych.
Jej zainteresowanie pracą naukową rozpoczęło się podczas studiów na Politechnice Warszawskiej, gdzie kształciła się na kierunku Technologia Chemiczna. Już na drugim roku studiów dołączyła jako wolontariuszka do zespołu prof. Stanisława Ostrowskiego, zdobywając pierwsze doświadczenia badawcze w zakresie syntezy porfiryn. Następnie rozpoczęła staż naukowy w Instytucie Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk, gdzie prowadziła badania nad wykorzystaniem amin alifatycznych jako czynników alkilujących w funkcjonalizacji związków aromatycznych pod opieką dr. Jakuba Durki i prof. Doroty Gryko.
Po uzyskaniu tytułu inżyniera kontynuowała edukację na Uniwersytecie Warszawskim na kierunku Chemia Stosowana, jednocześnie rozwijając działalność naukową w Instytucie Chemii Organicznej PAN. Pracę magisterską poświęciła opracowaniu metody fotokatalitycznej syntezy fluorków alkilowych z amin, prowadzonej pod kierunkiem dr. hab. Marcina Kałka, prof. UW, oraz prof. Doroty Gryko.
Jej dorobek naukowy obejmuje publikacje w renomowanych czasopismach międzynarodowych – Angewandte Chemie International Edition oraz ChemistrySelect. Wyniki badań prezentowała podczas konferencji naukowej Summer School on Organic Synthesis under Non-classical Conditions, gdzie za poster przedstawiający rezultaty badań nad wykorzystaniem amin alifatycznych otrzymała II nagrodę.
O programie L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki
Celem programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki prowadzonego w Polsce od 2001 roku jest promowanie osiągnięć naukowych utalentowanych badaczek, zachęcanie ich do kontynuacji prac zmierzających do rozwoju nauki oraz udzielenie wsparcia finansowego. Partnerami programu są Polski Komitet do spraw UNESCO, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Polska Akademia Nauk oraz UNGC Network Poland. Do 2025 roku w Polsce wyróżniono 137 naukowczyń. Wyboru, co roku dokonuje Jury pod przewodnictwem prof. Ewy Łojkowskiej.
Polska jest jednym ze 118 krajów, w których co roku przyznawane są stypendia dla utalentowanych naukowczyń. Program Dla Kobiet i Nauki jest częścią globalnej inicjatywy For Women in Science, która powstała dzięki partnerstwu L’Oréal i UNESCO. Międzynarodowa nagroda przyznawana jest co roku w Paryżu w ramach For Women in Science Week pięciu laureatkom, których odkrycia dostarczają odpowiedzi na kluczowe problemy ludzkości.
[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542519625000282
[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652624030257
[3] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542519625000282
