Marvin Valentin - materiały węglowe i ich wpływ na środowisko fermentacji beztlenowej

W jaki sposób materiały węglowe mogą pozytywnie wpływać na środowisko fermentacji beztlenowej dla mikroorganizmów?

Marvin, który na Filipinach jest adiunktem na Uniwersytecie Stanowym Benguet, szukał możliwości zrobienia doktoratu w Europie i na stronie internetowej Szkoły Doktorskiej znalazł temat badawczy, który odpowiadał jego zainteresowaniom. Następnie skontaktował się ze swoim przyszłym promotorem, aby uzgodnić szczegóły planowanych przez siebie badań.

Doktorant nie żałuje swojego wyboru.
– UPWr jest dla mnie wspaniałym środowiskiem do rozwoju naukowego. Panuje tu dobra atmosfera, zachęcająca do pracy badawczej. Wiele zawdzięczam swojemu promotorowi prof. Andrzejowi Białowcowi, który jest bardzo życzliwy i pomocny, a przede wszystkim jest ekspertem w swojej dziedzinie badań i ma na swoim koncie wiele osiągnięć naukowych. Po prostu najwyższej klasy naukowiec. Jest moim mentorem i przewodnikiem w mojej pracy badawczej. Chociaż jestem nowy w naszym laboratorium, czuję się tu jak w domu. Moi koledzy i koleżanki z katedry są przychylnie nastawieni i zawsze chętni do pomocy – mówi Marvin.

20220920_173322.jpg

Młody naukowiec pracuje w Katedrze Biogospodarki Stosowanej i jest członkiem Zespołu Waloryzacji Odpadów i Biomasy (WBVG), gdzie wraz z promotorem, zespołem naukowców z laboratorium prowadzi badania na temat DIET, ale jest to zupełnie coś innego niż „dieta” odnosząca się do ludzi lub zwierząt.

– Chodzi o bezpośredni międzygatunkowy transfer elektronów (ang. Direct Interspecies Electron Transfer, DIET), zjawisko w zachodzące podczas fermentacji metanowej, w którym dyfuzyjne elektrony z wtórnych bakterii fermentacyjnych i metanogenów są przenoszone bezpośrednio, nawet przy braku przewodzących pili lub cytochromu c. Wskazuje na to zwykle względna obfitość syntropii acetogenów i metanogenów, takich jak Firmicutes i Methanosarcina – wyjaśnia doktorant.

Ten rodzaj unikalnej, całkiem wydajnej i nowej koncepcji transferu elektronów można wspomóc dzięki materiałom węglowym, takim jak biowęgiel. Skuteczny transfer elektronów definiuje proces fermentacji metanowej. Biowęgiel wykazuje istotne właściwości, takie jak przewodnictwo elektryczne, aktywne cząsteczki w reakcji redoks, potencjał zeta oraz obecność pierwiastków, które przyczyniają się do poprawy efektywności produkcji biometanu. W taki sposób Marvin bada mechanizm, w którym biowęgiel wspomaga właściwości fizyczne i chemiczne procesu DIET.

Ponadto doktorant analizuje materiał węglowy pod względem wzmocnienia zdolności buforowych komory fermentacyjnej wobec inhibitorów, takich jak: szybka produkcja i stosunkowo powolna degradacja lotnych kwasów tłuszczowych (VFA), obecność metali ciężkich, tworzenie się m.in. całkowitego azotu amonowego (TAN) i siarczanu. Co więcej, wraz z zespołem Marvin optymalizuje warunki pracy bioreaktora beztlenowego, integrując obliczeniową dynamikę płynów (CFD) i analizę oceny cyklu życia (LCA).

img_20220424_084225.jpg

Czas doktoratu to nie tylko ciężka praca nad swoimi badaniami. UPWr promuje również work-life balance, organizując różne wydarzenia, m.in. sesje na siłowni, w których regularnie uczestniczą doktoranci i profesorowie. Te wspólne przedsięwzięcia naprawdę wzmacniają więzi i współpracę między ludźmi.

Program kształcenia w Szkole Doktorskiej czerpie z nowoczesnych metod nauczania i pozwala doktorantom wzmocnić swoje umiejętności badawcze, oferując różnorodne aktywności. Jedną z możliwości jest podjęcie stażu na zagranicznych uczelniach przy wsparciu finansowym UPWr.

Doktoranci są traktowani jak pracownicy uczelni. Mogą uczestniczyć w przedsięwzięciach badawczych, składać projekty do instytucji finansujących i administrować projektem w przypadku przyznania środków. 

– Szkoła oferuje wysokiej jakości kształcenie akademickie, wzbogacające doświadczenie naukowe i rozwijające umiejętności zarządzania projektami badawczymi oraz wymagające pracy zespołowej. UPWr to uczelnia, która rzeczywiście dba o przyszłość swoich studentów – dodaje naukowiec.

Zapytany o swoje plany po ukończeniu studiów, Marvin mówi:
– Po doktoracie uzyskanym w Europie chciałbym pracować w miejscu, w którym będę mógł być użyteczny. Chcę zintensyfikować swoje kształcenie i zdobyć doświadczenie, aby móc wykonywać prace badawcze bezpośrednio powiązane z użytkownikami końcowymi, takimi jak rolnicy na Filipinach, szczególnie w moim rodzinnym mieście, w Mankayan, Benguet. Mogę podjąć pracę na Filipinach, na uniwersytecie, w kraju lub za granicą. Pozostawiam to przeznaczeniu. Teraz najważniejsze jest, aby jak najlepiej wykorzystać czas tutaj na UPWr.