Laureat programu FIRST TEAM FNP dr hab. Łukasz Piątkowski z Instytutu Fizyki Politechniki Poznańskiej opracował innowacyjną metodę badawczą polegającą na wykorzystaniu zjawiska emisji wymuszonej do obrazowania oraz badania fizycznych i chemicznych właściwości pojedynczych nano-obiektów. Zastosowana technika oraz uzyskane wyniki mają ogromne znaczenie dla fundamentalnych badań w nanotechnologii, fotonice oraz fotowoltaice. Osiągnięcie dra hab. Piątkowskiego jest opisywane w publikacji, która dzisiaj ukazała się na łamach prestiżowego tygodnika Science.
Metoda zastosowana przez dra hab. Piątkowskiego opiera się na wykorzystaniu kombinacji impulsów laserowych, które zmuszają obiekt do świecenia, a co za tym idzie sprawiają, że staję się on widoczny. W opublikowanej pracy zademonstrowano możliwość obrazowania pojedynczych kropek kwantowych, bazując na indukowaniu emisji wymuszonej. Poza tym, wykorzystując ultrakrótkie impulsy laserowe, określono jak szybko oraz jakimi ścieżkami poruszają się wzbudzone w kropce kwantowej ładunki elektryczne.
Ponadto wyniki opisane w artykule w Science stanowią znaczący krok w kierunku możliwości obrazowania również pojedynczych cząsteczek o znaczeniu biologicznym. Wiele molekuł aktywnych biologicznie silnie absorbuje światło, jednak trudno je zobrazować ze względu na bardzo niską wydajność procesu fluorescencji. Wykorzystanie mikroskopii emisji wymuszonej pozwoli w niedługim czasie obrazować cząsteczki o bardzo niskiej fluorescencji bez konieczności znaczenia ich sondami fluorescencyjnymi.
Praca opublikowana w Science jest rezultatem ścisłej współpracy pomiędzy dr. hab. Łukaszem Piątkowskim (w ramach grantu POLONEZ, NCN) z grupą naukowców, którą kieruje prof. Niek van Hulst w ICFO – renomowanym Instytucie Nauk Fotonicznych w Barcelonie.
***
Łukasz Piątkowski jest doktorem habilitowanym w dziedzinie nauk inżynieryjno-technicznych, specjalizuje się w czasowo-rozdzielczej mikroskopii i spektroskopii oraz ich zastosowaniu w badaniach biofizycznych. Głównym tematem jego badań jest struktura i dynamika wody w układach biologicznych oraz badania pojedynczych cząsteczek w nano-układach. Zajmuje się również rozwojem technik mikroskopowych i spektroskopowych do badań w nanoskali.
Badania naukowe w ramach doktoratu prowadził w instytucie AMOLF w Amsterdamie, a doktorat w dziedzinie fizyki uzyskał na Uniwersytecie w Amsterdamie (UvA) w 2012 roku. W latach 2012-2016 odbył staż podoktorski w ICFO – Instytucie Nauk Fotonicznych w Barcelonie, a następnie w latach 2016-2019 w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. Od 2019 roku prowadzi badania naukowe z własnym zespołem w Instytucie Fizyki na Politechnice Poznańskiej.
Autor ponad 30 artykułów w czasopismach naukowych, w tym w Nature Chemistry (r. 2011), Nature Nanotechnology (r. 2015), Nature Communications (r. 2014, 2016) oraz Science (r. 2019). Rezultaty swoich badań naukowych prezentował na licznych konferencjach międzynarodowych, w tym również na zaproszenie. Ponadto jest autorem wykładów oraz innych działań popularyzujących naukę.
Jest laureatem grantów międzynarodowych (Marie-Curie COFUND r. 2013, 2016, EMBO r. 2019) oraz krajowych (NCN r. 2016, FNP r. 2019). Recenzent w międzynarodowych dziennikach naukowych. W 2017 roku otrzymał stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnych, młodych naukowców.
Więcej informacji:
Na zdjęciu: dr Łukasz Piątkowski, archiwum prywatne