„Az ipari kihívásokra gyakran az egyetemi kutatásokban rejlik a megoldás”

Repüléstechnikai alkalmazásokhoz fejleszt szerkezeti anyagokat megújuló nyersanyagforrásból származó polimerből Toldy Andrea Bolyai-ösztöndíjas műegyetemi kutató.

„A szigorodó biztonsági előírások miatt egyre nagyobb az ipar igénye olyan kompozitok előállítására, amelyek a repüléstechnika szigorú mechanikai és égésgátlási követelményeit egyaránt kielégítik, e mellett megújuló nyersanyagforrásból származnak, és az életciklusuk végén újrahasznosíthatók vagy akár biodegradálhatók” – fejtette ki Toldy Andrea, a BME Gépészmérnöki Kar Polimertechnika Tanszék adjunktusa, akit 2015-ben az MTA már második alkalommal részesített a Bolyai János Kutatási Ösztöndíjban (dolgozatának címe: „Megújuló polimer kompozit szerkezeti anyagok fejlesztése repüléstechnikai alkalmazásokhoz” – a szerk.).

A fiatal mérnök térhálós polimer rendszerek fejlesztésével foglalkozik: jelenleg az egyik fő kutatási területe a megújuló forrásból származó új polimer komponensek előállítása. E mellett polimerek, főként epoxigyanták (kétkomponensű, hőre keményedő műszaki polimerek), cianát észterek és a belőlük készült szálerősített kompozitok környezetbarát égésgátlását, és a polimerek értéknövelő újrahasznosítását vizsgálja. „Napjainkban jelentősen nő az epoxigyanta-kompozitokból előállított, fémek helyettesítésére is alkalmas, nagy mechanikai terhelésnek kitett alkatrészek alkalmazása a repülőgépiparban. A fémes szerkezeti anyagokhoz képest előnyük a kis sűrűség, illetve a megnövelt szilárdság és merevség a teherviselés kitüntetett irányában. Kutatásaimban szálerősített kompozitok létrehozásához használom fel az előállított nagy hőállóságú, égésgátolt polimer mátrixot” – tette hozzá a BME díjazott kutatója. Várakozásai szerint ezen innovatív kompozit felhasználásával jelentős tömegcsökkenés érhető el a repülőgépek esetében, kisebb üzemanyag-fogyasztást és környezetterhelést eredményezve. A nagyobb fokú hőstabilitás és csökkent éghetőség pedig várhatón hozzájárul a légi közlekedés biztonságosabbá tételéhez.

Égésgátolt epoxigyanta próbatest éghetőségének vizsgálata kónikus kaloriméterrel 50 kW/m2 hőfluxus alkalmazásával

Toldy Andrea 2000-ben kapcsolódott be a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszéken egy Marosi György vezette kutatócsoport munkájába, ahol epoxigyanták és kompozitjaik környezetbarát égésgátlását vizsgálta. E témát viszi részben tovább Bolyai-ösztöndíjasként: „először összevetjük a kereskedelmi forgalomban kapható megújuló, és referencia kőolaj-alapú epoxigyanta monomereket az általunk korábban előállított glükóz-alapú monomerekkel, majd kiválasztjuk a kompozitok készítéséhez leginkább megfelelő polimereket. A következő lépésben az alkalmazandó megújuló szálerősítést jelöljük ki, amely mellett referenciaként szénszálat fogunk használni. Égésgátlóként a saját szabadalmi eljárás szerint előállított, illetve kereskedelmi forgalomban kapható foszfortartalmú égésgátlókat fogunk alkalmazni” – árulta el a támogatási időszakra tervezett kísérleteiről. „A repüléstechnikában elengedhetetlen a beltéri alkalmazásokhoz a legalább 120°C feletti, a szerkezeti anyagoknál a legalább 180°C-ot meghaladó ún. üvegesedési átmeneti hőmérséklet (az a hőmérséklet, amely alatt a molekulaláncok mozgékonysága kicsi, a polimer pedig üvegszerű állapotban van). Indokolt esetben megvizsgálom a cianát észter típusú reaktív adalékok alkalmazhatóságát az epoxigyanták termikus stabilitásának és üvegesedési hőmérsékletének növelésére” – részletezte. Andrea mechanikai, termikus és égésgátlási vizsgálatokkal fogja jellemezni az előállított kompozitokat, és konkrét ipari alkalmazásokban használható prototípusok elkészítését is tervezi a Bolyai-ösztöndíj időszakában.

Toldy Andrea úgy véli, hogy mérnökként egy kutatónak előnyös, ha van élő kapcsolata az iparral. „Mindig az iparban szerettem volna dolgozni olyan alkalmazott kutatási területen, ahol a gyakorlatban is hasznosítható mérnöki alkotómunkát végezhetek. Az egyetemen töltött évek alatt azonban azt tapasztaltam, hogy az érdekes ipari feladatok sokszor az egyetemen ’landolnak”. A BME fiatal oktatója már PhD-hallgatóként részt vett európai uniós fejlesztési projektekben, majd később önálló kutatóként kutatócsoportjával olyan ipari vállalatóriások számára fejlesztettek új polimer kompozitokat az EU Clean Sky keretprogramján belül, mint például az Airbus Space and Defence és a Dassault Aviation. A Műegyetemen főként tudományos munkát végez, ám az oktatásba is bekapcsolódik, hiszen diákokat von be a kutatási feladatokba. Főként gépész- és vegyészmérnök-hallgatókkal dolgozik együtt ipari fejlesztéseken: „a szakmai ismereteken túl a fiatal mérnökök így megtanulják azt is, hogyan kell csapatban dolgozni és bemutatni a tudományos eredményeiket a közönség előtt”.

Beltéri repüléstechnikai alkalmazásra előállított jutaszál erősítésű szendvicskompozit hajlítóvizsgálata

Toldy Andrea elsőként 2009-ben nyerte el az MTA Bolyai János Kutatási Ösztöndíját. Gyermekei születése után komoly eséllyel indult a legjobb pályamunkáknak járó Bolyai Plakett kitüntetéséért is. 2015-ben második alkalommal kapta meg a díjat. „Remélem, hogy a következő három évben közelebb jutunk ahhoz, hogy a megújuló kompozitok és égésgátlásuk terén elért eredmények a gyakorlatban is hasznosuljanak, hozzájárulva ezzel a repülés zöldebbé és biztonságosabbá tételéhez” – zárta gondolatait Toldy Andrea.

Toldy Andrea

2009-től a BME Gépészmérnöki Kar (GPK) Polimertechnika Tanszék adjunktusa
2008-2009-ig a BME GPK Polimertechnika Tanszék egyetemi tanársegédje
2006-2008-ig ösztöndíjas kutató a BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék, Összetett és biopolimer rendszerek technológiája kutatócsoportjában
2007-ben a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar (VBK), Szerves Kémia és Technológia Tanszékén szerzett PhD-fokozatot summa cum laude minősítéssel
2003-ben vegyészmérnöki diplomát szerzett kitüntetéses egyetemi oklevéllel a BME VBK-n, gyógyszeripari szakirányon

Díjak, kitüntetések
2012-ben megkapta a Gépipari Tudományos Egyesület Műszaki Irodalmi Díját
2009-ben megkapta a L’ORÉAL-UNESCO Magyar Ösztöndíj a Nőkért és a Tudományért díjat
2009-ben első alkalommal kapott Bolyai János Kutatási Ösztöndíjat
2009-ben  NKTH IPARJOG  -  „A magyar találmányok külföldi iparjogvédelmi oltalmának támogatása” pályázat nyertese (dolgozatának címe: „Eljárás aminfunkciós foszfortartalmú amidok előállítására és azok alkalmazására égésgátlóként és térhálósító-szerként epoxigyantákban”)
2007-ben Máthé Tibor Innovációs PhD-díjat kapott
2006-ben megkapta a Sumitomo-ösztöndíjat
2003-ben Máthé Tibor Innovációs Diplomamunka Díjat és Meisel Tibor-díjat kapott
2002-ben, 2001-ben és 2000-ben Köztársasági Ösztöndíjat kapott
2002-en és 2001-ben a Vegyészmérnöki Kar ösztöndíjasa
2001-ben TDK I. helyezett lett a „Foszforilezett és foszfinilezett hidroxi-fenolok szelektív előállítása és felhasználása az égésgátlásban” című dolgozatával
2000-ben TDK I. helyezett az angol nyelvű szekcióban a „The Inside Story of Lipsticks” című dolgozatával
1999-ben TDK angol nyelvű szekció, Horvai György tudományos rektorhelyettes különdíjat kapott a „The Science of Making Wine” című dolgozatával

 

Bolyai János Kutatási Ösztöndíj

A Bolyai János Kutatási Ösztöndíjat a Magyar Tudományos Akadémia hozta létre 1998-ban a hazai fiatal és tehetséges kutatók anyagi támogatására, valamint a kutatás-fejlesztési teljesítmény ösztönzésére és elismerésére. A minden évben meghirdetett ösztöndíjat a jelenlegi szabályozás szerint a 45 év alatti kutatók nyerhetik el egy, kettő vagy három éves időtartamra. A pályázati időszakban végig kiemelkedő eredményeket elérő tehetségek másodszor is pályázhatnak a Bolyai-ösztöndíjra.

Az MTA hozzájárulása jól illeszkedik a magyar tudományos ösztöndíjhálózatba, egyedisége abban rejlik, hogy egy olyan fiatal tudósgeneráció értékteremtő tevékenységét támogatja, amelynek tagjaiból nagy valószínűséggel MTA doktora címet elnyerő kutatók, majd akadémikusok lesznek.

A benyújtott pályaműveket a Bolyai János Kutatási Ösztöndíj Kuratóriuma bírálja el, amely független, szakmailag és tudományos szempontból autonóm szervezet. A kutatási tervekről a Kuratórium 11 szakértői kollégium közreműködésével dönt, a szaktudományokat 1-2 tudós képviseli.
A díjazottak tudományos tevékenységét a Kuratórium folyamatosan nyomon követi: az ösztöndíjasok évente számolnak be szakmai eredményeikről és a pályaművűkben vállaltak teljesítéséről, majd tudományos zárójelentésben összesítik kutatásaikat és jövőbeli terveiket. A beszámolókat a bírálatban is résztvevő szakértők értékelik és véleményezik.

A támogatási időszakban kiemelkedő eredményeket elérő kutatóknak az évente megrendezett „Bolyai-napon” a Kuratórium Bolyai Emléklapot adományoz, míg a legkiválóbb (átlagosan) 15 díjazottnak Bolyai Plakettet ad át az MTA elnöke. Ugyanezen a napon kapják meg az új díjazottak oklevelüket és a Bolyai-jelvényt.

Idén a benyújtott pályázatok száma rekordot döntött: több mint 800 pályamű közül 200 fiatal PhD-fokozattal rendelkező kutatót díjazott az MTA.

Az ösztöndíj odaítélésének feltételeit, szabályzatát a 156/1997. (IX. 19.) Korm. számú rendelet szabályozza.

- TZS -