Tematyka wyłonionych projektów była różna - od nanocząstek, po egzoszkielet ręki, a kilka z nich dotyczyło szerokiego zagadnienia, jakim jest biotechnologia. Poniżej prezentujemy jedne z najciekawszych pomysłów zaprezentowanych przez młodych naukowców. 

Zdrowe szkliwo kontra napoje i „zero kalorii” – Anna Lewandowska, uczennica II Liceum Ogólnokształcącego im. S. Batorego w Warszawie:

Celem projektu Ani było zbadanie wpływu powszechnie spożywanych przez nas napojów, tj. herbaty, wody mineralne, soków czy napojów izotonicznych i energetyzujących na powstawanie erozji egzogennej, czyli ubytków uzębienia.

Inspiracją do wykonania projektu był dla niej artykuł Dental Erosion in the 21st century: what is happening to habits and lifestyle in our society? w "Britsh Dental Journal".

Ania w swoich badaniach uwzględniła działanie jonów strontu oraz selenu, a także powszechnie wykorzystywanych słodzików w napojach dietetycznych, tj. erytrolu, ksylitolu, stewii i syropu glukozowo-fruktozowego na demineralizację szkliwa.

- Ponieważ jest ono zbudowane z hydroksyapatytu kostnego, który zawiera głównie fosforan wapnia, mogłam oznaczyć zawartość fosforu uwolnionego ze szkliwa pod wpływem różnych napojów za pomocą metody spektrometrii UV VIS. Pozwoliło mi to oszacować masę roztworzonego hydroksyapatytu kostnego – wyjaśnia Ania.

Poznanie działania wpływu niektórych napojów może mieć znaczenie w edukacji pacjentów i podejmowaniu działań profilaktycznych, związanych z ochroną uzębienia. Przeprowadzone przez Anię badania pomogą przy produkcji samych napojów, jak również mogą przyczynić się do zmniejszenia występowania erozji szkliwa.

Anna Lewandowska podczas MEF International Research Project Contest w Turcji

Rozłożyć odpady na łopatki za pomocą mikroorganizmów - Jaromir Hunia, uczeń I Liceum Ogólnokształcącego im. Króla Władysława Jagiełły w Dębicy:

- Setki odpadów, zwłaszcza polimerowych opakowań, wyrzucane są przez nas każdego dnia. Właśnie, wyrzucane i...koniec. Co się z nimi dzieje dalej? Cóż, chociaż mało kogo to obchodzi, postanowiłem zbadać sprawę i wziąć biodegradację opakowań pod lupę. – opowiada Jaromir.

W swoim projekcie zajął się problemem biodegradacji - podczas eksperymentu zbadał, w jakich warunkach przebiega ona najszybciej. Kawałki reklamówki, „biofolii”, (folii wykonanej ze skrobi na bazie kukurydzy i ziemniaków) Jaromir umieścił w trzech, różnych rodzajach podłoża: kompoście, torfie i ziemi ogrodowej. Gleby te różniły się zawartością magnezu, wapnia, fosforu i azotanów. Dodawał również preparat zawierający mikroorganizmy - „naturalny środek mikrobiologiczny do oczyszczalni i kompostowni” .

Po zakończeniu eksperymentu okazało się, że biodegradacja polimeru przebiegała najszybciej w podłożu z kompostu, który zawierał najwięcej makroelementów, następnie w torfie i ziemi ogrodowej, która była najuboższa. 

Co ciekawe, wzbogacenie gleby o mikroorganizmy przyspieszyło proces biodegradacji we wszystkich podłożach, jednak najbardziej widoczne to było w próbie z ziemią ogrodową (tj. najmniej żyzną). 

- Mikroorganizmy odpowiadają za biodegradację, wydzielając enzymy hydrolizujące skrobię (w moim doświadczeniu najprawdopodobniej były to alfa-­amylazy wydzielane przez Bacillus subtilis obecną w preparacie) – wyjaśnia Jaromir.

Licealista zapytany o wybór właściwych mikroorganizmów do swoich badań tłumaczy, że zdecydował się przebadać grupę tzw. ProBio Emów, czyli rodziny specyfików obecnych od pewnego czasu na krajowym rynku. 

- Z informacji na karcie produktu wynika, że zawiera on mikroorganizmy Bacillus subtilis, Rhodopseudosomonas palustri, Bifidobacterium longum, Lactobacillus subtilis, Streptococcus salivarius ssp. Thermophilus, które mogą przeprowadzać hydrolizę skrobi. Są one łatwo dostępne dla każdego, zaś jednym z celów mojego projektu jest właśnie upowszechnienie „domowej” biodegradacji odpadów. Zużyte torby polietylenowe stanowią poważny problem dla środowiska. Rozwiązaniem wydaje się być rozpowszechnienie polimerów na bazie np. skrobi, które szybko biodegradują, co pokazał mój eksperyment. Dodatkowo, użycie mikroorganizmów wspomaga biodegradację, a także poprawia żyzność gleb, zwłaszcza tych najbardziej nieurodzajnych, ubogich w składniki mineralne - dodaje Jaromir.

Eksperyment Jaromira w prosty sposób dowodzi, jak można zwiększyć efektywność rozkładu biofolii w przydomowych ogródkach. Wystarczy wybrać jeden z preparatów, zawierający rozmaite mieszanki mikroorganizmów, które są już obecne na rynku. Można również sporządzić go samodzielnie. 

- Moja propozycja wykorzystania biodegradacji na tarasie czy balkonie to zmieszanie rozdrobnionej biofolii skrobiowej z ziemią ogrodową i posadzenie w niej kwiatów. Jak udowodniono, jej elementy zmieszane z ziemią czynią ją bardziej porowatą, a przez to lepszą dla kwiatów. Używając biofolii, dodatkowo ją użyźniamy, ponieważ rozkłada się dzięki pracy bakterii i grzybów podczas kompostowania na związki przyjazne środowisku: wodę, dwutlenek węgla i biomasę.

Jaromir Hunia podczas prezentacji pracy na Regionalny Festiwali E(x)plory na Podzamczu 

Modelowanie matematyczne pomaga zrozumieć proces hipertermii w mózgu - Dominik Kufel, uczeń I Liceum Ogólnokształcącego im. Stanisława Staszica w Lublinie:

Dominik w swoich badaniach skupił się na zrozumieniu wpływu temperatury na funkcjonowanie mózgu. 
-    Stan podwyższonej temperatury mózgu, tzn. hipertermii, może być ważnym źródłem jego uszkodzeń, natomiast modelowanie matematyczne może nam pomóc w lepszym zrozumieniu tego mechanizmu - tłumaczy Dominik. 

Hipertermia w mózgu jest zjawiskiem skomplikowanym, które wymaga wielopoziomowego modelowania, tzn. od poziomu pojedynczych synaps, poprzez pojedyncze neurony, aż po ich duże sieci.

Symulacja Monte Carlo, na której pracował Dominik jest wykorzystywana do modelowania złożonych procesów. Nazwa tej metody nie jest dziełem przypadku, ponieważ jest oparta na generowaniu liczb losowych, które po odpowiedniej ilości powtórzeń symulacji dają uśredniony wynik, opisujący zachowanie układu biologicznego, w tym wypadku transmisji sygnału elektrycznego na synapsie. 

Regiony CA1 i CA3 w mózgu odgrywają szczególną rolę w przypadku formowania się pamięci epizodycznej. Ponadto liczne badania eksperymentalne z tego regionu hippokampa umożliwiają łatwe sprawdzanie poprawności danych uzyskanych w symulacji komputerowej.

Dominik zapytany o przyszłość swoich badań, odpowiada - Planuję pracować nad projektem głównie pod kątem medycznym - tak, aby dzięki modelowaniu matematycznym być w stanie wywnioskować już konkretne metody terapii, które mogą wpłynąć na jakość leczenia pacjentów z hipertermią mózgu.

Dominik Kufel podczas prezentacji pracy na MEF, International Research Project Contest w Turcji

Autor: Joanna Jurek