Biofotoniikka on seuraava vaihe biologisten näytteiden tutkimuksessa
— Fysiikka on kaiken ympärillämme olevan elämän ja maailmankaikkeuden perusta, sanoo professori Polina Kuzhir.
Professori Polina Kuzhir väitteli tohtoriksi hypoteettisista hiukkasista ja korkean energian fysiikasta vuonna 1996 Valko-Venäjän tiedeakatemian fysiikan instituutissa.
—Sittemmin akateeminen urani on edennyt nuoremman tutkijan ja varttuneemman tutkijan pestien kautta laboratorionjohtajaksi Valko-Venäjän valtionyliopiston ydinfysiikkaan keskittyvien ongelmien instituutissa. Olen hyvin varhaisesta vaiheesta lähtien ollut tiiviisti mukana Euroopan ydintutkimusjärjestö CERNin ja Italian kansallisen ydinfysiikan instituutin johtamissa yhteistyöhankkeissa, Kuzhir kertoo.
—Vuonna 2005 päätin muuttaa tutkimukseni fokusta nanomateriaaleihin ja nanoteknologioihin, koska huomasin, että sähkömagnetismiin ja laitemallinnukseen liittyvä kokemukseni tarjoaa minulle uudenlaisia mahdollisuuksia tällä kiehtovalla ja nopeasti kasvavalla alalla.
Kuzhir on ollut aktiivisesti mukana kansainvälisessä yhteistyössä. Hän on johtanut Valko-Venäjän valtionyliopiston ryhmää kaikkiaan yhdeksässä EU:n rahoittamassa yhteistyöhankkeessa.
Itä-Suomen yliopisto osallistuu näistä neljään Horizon2020-hankkeeseen: kollektiivisiin eksitaatioihin edistyneissä nanorakenteissa -hankkeeseen (2005–2009), Graphene Flagship (2014-2018) Future and Emagine Technologies -ohjelmaan FP7 ja Horizon 2020, ATTRACT phase 1 (2018-2020) -hankkeeseen, joka on laaja CERNin koordinoima infrastruktuuriprojekti, sekä Dirac-puolimetalleihin perustuviin terahertsikomponentteihin keskittyvään hankkeeseen (2019–2024).
—Voin ilokseni kertoa, että saimme juuri kuulla Horisontti 2020 -ohjelmaan kuuluvan ATTRACT-hankkeemme toisen vaiheen saavan rahoitusta. Hanke keskittyy nanohiilipohjaisten THz-ilmaisimien kehittämiseen korkealla teknologian valmiustasolla.
—Vierailin Itä-Suomen yliopistossa ensimmäisen kerran vuonna 2008 osallistuessani professori Yuri Svirkon järjestämään Nanocarbon Photonics and Optoelectronics -konferenssiin, joka järjestettiin tuolloin ensimmäistä kertaa. Siitä alkoi yhteistyömme matalaulotteisten materiaalien mikroaalto- ja terahertsifotoniikan alalla. Olemme kirjoittaneet yhdessä yli 20 tieteellistä julkaisua.
—Vuonna 2019 aloitin työskentelyn Marie Skłodowska-Curie -apurahan turvin Itä-Suomen yliopiston fysiikan ja matematiikan laitoksella, Fotoniikan instituutissa. Euroopan komission rahoittama ja Svirkon koordinoima TURANDOT-hanke keskittyi viritettävää säteilyä sietäviin kaksiulotteisiin terahertsibolometreihin, hän sanoo.
Kuzhir julkaisi kaksivuotisen tutkimusprojektinsa aikana huikeat 28 tieteellistä artikkelia, mikä on ennätysmäärä Fotoniikan instituutissa.
Kaukaisten galaksien ja biologisten näytteiden tutkimukseen sopivat samat laitteet
Tällä hetkellä Kuzhirin tutkimuksen keskiössä ovat korkeataajuiset laitteet, jotka perustuvat matalaulotteisiin materiaaleihin, enimmäkseen grafeeniin, sekä niihin liittyvään teoriaan, mallintamiseen ja kokeelliseen toteutukseen.
—Olemme siirtymässä eteenpäin, kohti biofotoniikkaa ja biotunnistamista. Voimme hyödyntää sähkömagneettisia aaltoja erilaisten biologisten näytteiden havaitsemisessa ja tunnistamisessa, Kuzhir toteaa.
—Fysiikka on kaiken ympärillämme olevan elämän ja maailmankaikkeuden perusta. On mielenkiintoista, että samoja periaatteita ja joskus jopa samaa laitetta, kuten erittäin herkkää kaksiulotteisiin materiaaleihin perustuvaa terahertsianturia, voidaan käyttää kaukaisten galaksien ja biologisten näytteiden terahertsisormenjälkien havaitsemiseen.
Nanohiilifotoniikan tutkimusryhmä, johon kuuluu joukko korkeasti koulutettuja ja eri vaiheissa uraansa olevia tutkijoita, on osa yliopiston fotoniikan tutkimusyhteisöä, sekä Fotoniikan tutkimuksen ja innovaatioiden lippulaivaa PREINiä.
—Aiomme osallistua myös yliopistojen väliseen yhteistyöhön yliopiston muiden tutkimusyhteisöjen, kuten neurotieteiden, lääkekehityksen, vesivarojen kestävän yhteiskäytön, metsien ja biotalouden sekä monitieteisen syöpätutkimuksen tutkimusyhteisöjen kanssa.
—Tässä yhteydessä etusijalle asetettavat tutkimusalueet ovat fotoniikka ja sähkömagneettiset anturit sekä biolääketieteellinen kuvantaminen, johon sisältyy kvanttikuvantamisaineiden kehittäminen kvanttivalon havaitsemiseksi ja paremman resoluution saavuttamiseksi.
Tutkimusryhmä aikoo laajentaa osallistumistaan EU:n tutkimusohjelmiin, Horisontti Eurooppa -ohjelmaan. Tähän sisältyy Excellent Science-, Global Challenges (avaruus, terveys ja syöpä), sekä Innovative Europe (Pathfinders) -hankerahoitushakuihin osallistuminen.
—Haluamme myös vahvistaa tutkimusyhteistyötä muiden suomalaisten yliopistojen kanssa, joissa työskennellään fotoniikan ja kvanttiteknologioiden parissa yksi- ja kaksiulotteisilla materiaaleilla. Näitä ovat LUT ja professori Erkki Lähderanta, Aalto-yliopisto ja professorit Harri Lipsanen ja Zhipei Sun sekä dosentti Albert Nasibulin, sekä Tampereen yliopisto ja professori Robert Fickler.
Lisätietoja:
Professori Polina Kuzhir, p. 050 566 6624, polina.kuzhir@uef.fi
Painolaatuiset nimityskuvat kuva1 ja kuva2
***
Polina Kuzhir nanomateriaalien professoriksi 1.9.2021 alkaen toistaiseksi
Fysiikan ja matematiikan tohtori, teoreettinen fysiikka, 1996
Vanhempi tutkija, Horizon 2020 Marie Skłodowska-Curie Actions Individual Fellowship, Itä-Suomen yliopisto, 2019-2021
Johtaja, NanoElectroMagnetics Laboratory, Institute for Nuclear Problems, Belarusian State University (INP BSU), Belarus, 2013 – 2021
