„…w gruncie rzeczy zajmujemy się odkrywaniem nowych światów na poziomie atomów i elektronów”.
Wywiad z prof. dr. hab. inż. czł. koresp. PAN Dariuszem Kaczorowskim, dyrektorem Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych im. Włodzimierza Trzebiatowskiego Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu
Mariusz Blimel (M.B.): Panie Dyrektorze, zacznijmy od podstaw, Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych – ta nazwa wiele mówi, jaka jest misja Instytutu?
Prof. Dariusz Kaczorowski (D.K.): Nasza misja jest oparta na dwóch fundamentach i wpisuje się w najlepsze tradycje Polskiej Akademii Nauk. Z jednej strony – to rozwijanie wiedzy z fizyki i chemii na najwyższym, światowym poziomie. Z drugiej – kształcenie doktorantów i wspieranie rozwoju naukowego młodych badaczy. Jesteśmy jedną z większych i najlepiej wyposażonych instytucji badawczych w kraju, a naszym założycielem był prof. Włodzimierz Trzebiatowski, który na lata zdefiniował nasz główny kierunek naukowy: wszechstronne badania fizykochemiczne ciał stałych, ze szczególnym naciskiem na prace eksperymentalne w niskich temperaturach. Do naszych zadań należy nie tylko prowadzenie badań podstawowych, ale także współdziałanie z wyższymi uczelniami w dydaktyce, przekazywanie wyników prac do praktycznego wykorzystania, wspomaganie służb państwowych w zakresie metrologii, a także upowszechnianie wiedzy. Rada Naukowa Instytutu ma prawo nadawania stopni doktora i doktora habilitowanego w dyscyplinach nauki fizyczne i nauki chemiczne.
M.B.: Jubileusz 60-lecia to moment podsumowań. Na czym polega unikatowość Instytutu na mapie naukowej nie tylko Polski, ale i Europy?
D.K.: Przede wszystkim na naszej interdyscyplinarności. Jesteśmy w skali kraju wyjątkowym ośrodkiem, który w jednym miejscu łączy „twardą” fizykę ciała stałego z zaawansowaną chemią nieorganiczną. To daje nam pełne spektrum możliwości: od teoretycznego modelowania i zrozumienia podstawowych zjawisk i procesów, przez intencjonalne projektowanie nowych materiałów, 
ich syntezy chemiczne i hodowlę monokryształów, aż po kompleksową charakterystykę fizykochemiczną w ekstremalnych warunkach. W Instytucie otrzymujemy związki chemiczne o nowych, unikatowych właściwościach – metamateriały, multiferroiki, nanomateriały, semimetale topologiczne, niekonwencjonalne nadprzewodniki, katalizatory, materiały optoelektroniczne i wiele innych. W oparciu o dziedzictwo Szkoły Lwowsko-Wrocławskiej, zapoczątkowanej przez prof. Włodzimierza Trzebiatowskiego, zbudowaliśmy przez 60 lat markę rozpoznawalną na świecie. Uważani jesteśmy za ekspertów w obszarze fizykochemii ciał stałych, a w szczególności ich niskotemperaturowych właściwości termodynamicznych, transportowych i spektrospokowych. Naszym niekwestionowanym atutem jest posiadana przez nas nowoczesna infrastruktura, w tym kriogeniczna, która umożliwia prowadzenie zaawansowanych badań eksperymentalnych w temperaturach bliskich zera bezwzględnego.
M.B.: Jakie były początki Instytutu?
D.K.: Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN nie powstał nagle – był efektem 14 lat stopniowego rozwoju wrocławskich placówek naukowych związanych z Polską Akademią Nauk. Jego korzenie sięgają końca 1952 r., gdy myślano o reaktywowaniu we Wrocławiu badań kriogenicznych (już w latach 30-tych XX wieku na ówczesnej Politechnice skraplano wodór i tlen). W wyniku starań prof. Włodzimierza Trzebiatowskiego, w maju 1954 r. powstał Zakład Chemii Ciała Stałego PAN, który później zastał włączony w strukturę warszawskiego Instytutu Chemii Fizycznej PAN jako Zakład Badań Strukturalnych (w 1963 r. Zakład usamodzielnił się jako Zakład Fizyko-Chemicznych Badań Strukturalnych PAN). Równolegle prof. Roman S. Ingarden zorganizował we Wrocławiu Samodzielną Pracownię Niskich Temperatur należącą do Instytutu Fizyki PAN w Warszawie. To w tej pracowni, w 1960 r. poraz pierwszy w Polsce skroplono hel i przez wiele lat było to jedyne miejsce w kraju, gdzie możliwe było prowadzenie badań w 
tak niskich temperaturach – Wrocław zyskał mianopolskiego „bieguna zimna”. 24 listopada 1964 r. Wydział III PAN podjął uchwałę o połączeniu wspomnianych placówek i utworzeniu Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu. Za datę narodzin Instytutu uznaje się 27 września 1966 r., gdy uchwałę zatwierdził ówczesny rząd. Pierwszym dyrektorem INTiBS PAN został prof. Włodzimierz Trzebiatowski, który pełnił tę funkcję do 1974 roku.
M.B.: Proszę przybliżyć sylwetkę naukową profesora Włodzimierza Trzebiatowskiego, jego osiągnięcia i pasje.
D.K.: Profesor był twórcą wrocławskiej szkoły fizykochemii ciała stałego. Jego pasją naukową były badania struktury i właściwości magnetycznych stopów oraz związków międzymetalicznych, ze szczególnym uwzględnieniem związków uranu. Największym, przełomowym osiągnięciem, które na długie lata wyznaczyło kierunek badań wrocławskiego ośrodka, było odkrycie w 1952 roku zjawiska ferromagnetyzmu w wodorku uranu. Był to pierwszy na świecie przypadek stwierdzenia ferromagnetyzmu wśród związków na bazie aktynowców – odkrycie o randze światowej, które uczyniło prof. Trzebiatowskiego powszechnie znanym w międzynarodowym środowisku fizykochemicznym. Do dziś badacze semimetalicznych związków aktynowców uznają go za pioniera tych badań, a wiodąca rola w tej dziedzinie wciąż należy do założonego przez niego Instytutu. Nawiasem mówiąc, Instytut miał w zamierzeniu pełnić istotną rolę dla państwa stając się kuźnią specjalistów od materiałów promieniotwórczych w czasach powstawania w Polsce energetyki jądrowej. Profesor Trzebiatowski wniósł też istotny wkład w rozwój nowoczesnej chemii nieorganicznej, magnetochemii oraz analizy strukturalnej. Jego publikacje naukowe (np. te wspomniane wcześniej, ale też dotyczące struktur krystalicznych związków nieorganicznych, analiz fazowych w badaniach metalurgicznych, fizykochemii powierzchni i katalizy), jak też podręczniki i monografie (w tym wielokrotnie wznawiana „Chemia nieorganiczna”, powszechnie zwana „chemią Trzebiatowskiego”), przez dziesięciolecia stanowiły podstawę kształcenia studentów i młodych naukowców Profesor wychował liczne grono uczniów (wypromował 32 doktorów, w tym wielu przyszłych tytularnych profesorów), którzy kontynuowali jego idee badawcze, rozwijając je w nowych kierunkach i przyczyniając się do utrwalania renomy „wrocławskiej szkoły fizykochemii ciała stałego” na arenie krajowej i międzynarodowej.
M.B.: Mówiąc o niskich temperaturach, nie sposób nie wspomnieć o wyjątkowej Laboratorium Wzorca Temperatury. które robi szczególne wrażenie na odwiedzających Instytut…
D.K.: To nasza „perełka” metrologiczna. Jesteśmy twórcą i depozytariuszem państwowego wzorca jednostki miary temperatury dla zakresu od 13,8033 K do 273,16 K. To oznacza, że skala temperatur w tym przedziale w Polsce jest definiowana i weryfikowana właśnie u nas. Dlatego nasze Akredytowane Laboratorium Wzorcujące dla zakresu od -80°C do 400°C cieszy się ogromnym zainteresowaniem przemysłu. Tylko w ostatnim roku akademickim wystawiliśmy ponad 200 świadectw wzorcowania. Laboratorium stanowi wierzchołek piramidy metrologicznej w Polsce – pozwala na stworzenie szeregu termometrów niższego rzędu stanowiących lokalne wzorce temperatury w nauce i przemyśle. Ale to nie tylko działalność usługowa – w LWT realizujemy międzynarodowe projekty badawcze, jak choćby „DireK-T”, czy bardzo ważny, bo dotyczący zmian klimatycznych: „Metrologia dla meteorologii”. To pokazuje, jak fundamentalna nauka przekładać się może na konkretne usługi dla gospodarki.
M.B.: Rok 2025 był dla Instytutu wyjątkowo pracowity. Które z osiągnięć naukowych ubiegłego roku uważa Pan za szczególnie ważne?
D.K.: Ubiegły rok przyniósł Instytutowi wiele sukcesów. Prowadzimy zaawansowane prace eksperymentalne nad semimetalami na bazie pierwiastków ziem rzadkich, ukierunkowane na określenie wpływu nietrywialnej topologii elektronowej struktury pasmowej na ich właściwości magnetotermiczne i magnetotransportowe. Są to kluczowe badania dla rozwoju spintroniki, zielonej energetyki, jak też informatyki kwantowej. W roku 2025 udało się uzyskać szczególnie ważne wyniki naukowe w tym obszarze. Innym sukcesem było otrzymanie nowego, hybrydowego podwójnego perowskitu bizmutowego, który wykazuje jednocześnie właściwości ferroiczne i luminescencyjne. To doskonały przykład łączenia syntetycznej chemii z zaawansowaną fizyką materiałową. Uzyskaliśmy również ważne wyniki w dziedzinie fizyki teoretycznej, m.in. opracowany został efektywny model kwantowy do analizy przejść fazowych w układach bozonowych, co otwiera nowe możliwości analityczne w tej dziedzinie. W ubiegłym roku kontynuowaliśmy z sukcesem szeroko zakrojone badania nowych materiałów funkcjonalnych, w ramach których zsyntezowano i zbadano właściwości fizykochemiczne szeregu kompleksów ukierunkowanych na uzyskanie nowych monokryształów o właściwościach fotoluminescencyjnych, fotowoltaicznych, dielektrycznych czy ferroelektrycznych. Jak co roku, wyniki swoich prac opublikowaliśmy w ponad 250 publikacjach ukazujących się w międzynarodowych czasopismach naukowych z tzw. listy filadelfijskiej.
M.B.: To imponujące, interdyscyplinarne spectrum badań naukowych – od teorii, przez syntezę, po zaawansowane pomiary, to znak rozpoznawczy INTiBS?
D.K.: Dokładnie tak. Możliwość prowadzenia kompleksowych badań od A do Z – od pomysłu teoretycznego, przez syntezę nowych materiałów, po ich zaawansowaną charakteryzację fizykochemiczną prowadzącą do zrozumienia mechanizmów rządzących zachowaniem materii – to nasza największa siła i unikatowość w skali kraju.
M.B.: Gdyby miał Pan wskazać osiągnięcie o najbardziej bezpośrednim, społecznym lub gospodarczym znaczeniu?
D.K.: W ramach projektów aplikacyjnych rozwijamy technologię inteligentnych farb luminescencyjnych wrażliwych na zmiany temperatury i ciśnienia. Taka farba, nałożona na element silnika czy reaktora, pozwala bezinwazyjnie i zdalnie mapować rozkład temperatury lub naprężeń, co otwiera drogę do rewolucji w diagnostyce przemysłowej. Pracujemy również nad hybrydowymi układami kompozytów polimerowo-hydroksyapatytowych. Są to materiały do regeneracji tkanki kostnej z funkcją powolnego uwalniania leku, mające przyszłość w stomatologii i ortopedii. Opracowaliśmy również materiały wydajnie przekształcające światło widzialne w szkodliwe dla drobnoustrojów promieniowanie UV-C, co umożliwi projektowanie i budowę nowych systemów uzdatniania wody, sterylizacji powierzchni czy też produkcji zielonego wodoru. Istotny potencjał aplikacyjny, szczególnie w elektronice przyszłości, wykazują też badane u nas nowe materiały fotowoltaiczne i dielektryczne.
M.B.: Instytut angażuje się także w niszowe, ale niezwykle ciekawe dziedziny, jak ochrona dziedzictwa kulturowego. Słyszałem o pracach nad zabezpieczaniem dzieł sztuki…
D.K.: To prawda. Opracowujemy kompozyty luminescencyjne w naturalnej osnowie do zabezpieczania dzieł sztuki. Wykorzystujemy zjawisko optycznie stymulowanej luminescencji – po naświetleniu odpowiednim laserem materiał ujawnia swoje unikalne spektrum poświaty. To połączenie zaawansowanej inżynierii materiałowej i fizyki z ochroną dziedzictwa kulturowego i przeciwdziałaniem fałszerstwom.
M.B.: Skala badań jest imponująca. Z kim współpracujecie na arenie międzynarodowej?
D.K.: Obecnie 75% publikacji naukowych będących efektami prac prowadzonych w Instytucie powstaje we współpracy z innymi ośrodkami, a ponad 50% – z ośrodkami zagranicznymi z całego świata. Dominują współprace europejskie, ale mamy też liczne relacje naukowe z grupami badawczymi z najlepszych uniwersytetów w USA, Brazylii, Chin czy Japonii. Świadczy to wyraźnie o marce Instytutu i uznaniu, jakim cieszy się on w międzynarodowym środowisku naukowym.
M.B.: Instytut to nie tylko laboratoria, ale przede wszystkim ludzie i dbałość o ich rozwój. INTiBS znany jest z działalności dydaktycznej i popularyzatorskiej.
D.K.: Instytut prowadzi własną szkołę doktorską kształcąc w dyscyplinach nauk fizycznych i chemicznych. Jest to możliwe dzięki interdyscyplinarnemu charakterowi prowadzonych u nas badań, co stanowi rzadkość wśród instytutów PAN. Organizujemy także letnie warsztaty naukowe „Niskie Łąki”, podczas których studenci z całej Polski mają okazję pracować – tj. syntezować i mierzyć w naszych laboratoriach. Od wielu lat bierzemy aktywny udział w Dolnośląskim Festiwalu Nauki. Organizujemy też regularnie pokazy i wycieczki dla uczniów, a także prowadzimy liczne praktyki zawodowe i staże dla studentów wrocławskich uczelni.
M.B.: Jak po 60 latach wygląda pozycja naukowa Instytutu?
D.K.: Jesteśmy w doskonałej kondycji naukowej. Posiadamy kategorię A+ w dyscyplinie nauki chemiczne i kategorię A w dyscyplinie nauki fizyczne. Corocznie szczycimy się bardzo dużą liczbą publikacji, w tym tych w najbardziej prestiżowych międzynarodowych wydawnictwach naukowych. W ubiegłym roku aż 16% naszej kadry naukowej znalazło się na liście World’s TOP 2% Scientists, opracowywanej przez Stanford University we współpracy z wydawnictwem Elsevier. Jest to ranking prezentujący 2% naukowców z całego świata i ze wszystkich dyscyplin naukowych, których wpływ na naukę światową jest największy. Ogromnie cieszymy się z tej znakomitej rozpoznawalności naszych pracowników w międzynarodowym środowisku naukowym. Intensywnie rozwijamy nowoczesne obszary badawcze, mamy liczne patenty i dobre wyniki w komercjalizacji, a także, często nieoczywisty wpływ na technologię, gospodarkę lub społeczeństwo.
M.B.: Współpraca z biznesem to dla wielu instytutów PAN wciąż wyzwanie. Jak wygląda to w INTiBS?
D.K.: Działamy bardzo aktywnie. Posiadamy własne Centrum Transferu Technologii INTech, które odpowiada za ochronę własności intelektualnej Instytutu i przygotowuje rozwiązania naukowe do komercjalizacji – poprzez powoływanie spółek, udzielanie licencji czy też realizację projektów konsorcyjnych. Najlepszym dowodem skuteczności tych działań jest funkcjonowanie 6 spółek typu spin-off przy Instytucie. Realizują one prace B+R, np. w obszarze technologii grafenowych, udowadniając, że badania fundamentalne przekuwane są u nas w realne produkty.
M.B.: Mimo znakomitej kondycji, przed Instytutem stoją wyzwania. Jakie są te największe?
D.K.: Działalność jednostek naukowych PAN jest w ostatnich kilku latach nader trudna. Podstawowym problemem jest znaczne niedofinansowanie (nb. subwencje przyznawane instytutom PAN są nieproporcjonalnie niskie w porównaniu z uczelniami akademickimi), które powoduje, że wszelkie podejmowane przez nas działania prorozwojowe są wyjątkowo złożone i obarczone znacznym ryzykiem. Musimy być przy tym w pełni samodzielni i samowystarczalni. Oznacza to konieczność posiadania dobrze zorganizowanych pionów administracyjnych i technicznych, zdolnych do samodzielnego wypełniania szerokiego spektrum zadań: od skomplikowanych formalno-prawnie zamówień publicznych, przez wsparcie przy europejskich projektach badawczych, aż do zatrudniania specjalistów potrafiących budować od podstaw aparaturę naukową na najwyższym światowym poziomie. Ponadto mierzymy się z rosnącymi kosztami prowadzenia badań – w tym wysokimi cenami niezbędnego dla nas ciekłego helu. Niewątpliwie, największą wartością Instytutu jest to, że tworzy go świetnie wyspecjalizowana grupa pracowników naukowych, technicznych, administracyjnych i wspomagających, dla których dbałość o nasz „drugi dom” jest tak dobrze i z takim oddaniem realizowana. Tym bardziej istotnym wyzwaniem, jakie stoi przed Instytutem jest zapewnienie trwałości zatrudnienia – z jednej strony utrzymanie pracujących w Instytucie talentów i profesjonalistów, ale też naturalnej zastępowalności kadr – skuteczne zachęcanie, edukowanie i zatrudnianie młodych, zdolnych pracowników. Niestety, ze względu na warunki w których przyszło nam działać, to zadanie jest wyjątkowo trudne do wykonania.
M.B.: Gdyby miał Pan jednym zdaniem podsumować tę 60-letnią drogę i wskazać kierunek na kolejne lata?
D.K.: INTiBS to instytucja z niezwykłym dorobkiem i ugruntowaną marką, która z odwagą patrzy w przyszłość, konsekwentnie realizując badania na światowym poziomie, zawsze z myślą o tym, by odkrycia fundamentalne służyły rozwojowi nauki, by materiały o nieznanych wcześniej właściwościach otwierały nowe perspektywy dla nowoczesnych technologii i dla poprawy jakości życia społeczeństwa, dbając jednocześnie o to by promować naukę i inspirować kolejne pokolenia odważnych i zdolnych badaczy.
M.B.: Jakie są Pana osobiste pasje naukowe po tylu latach pracy badawczej?
D.K.: Moją pierwszą i największą miłością naukową są materiały międzymetaliczne zawierające pierwiastki ziem rzadkich i aktynowce. Obecne w nich silne korelacje elektronowe są źródłem niezwykłych zjawisk fizycznych, których opisu próżno szukać w podręcznikach. Szczególnie fascynują mnie układy, w których dalekozasięgowe uporządkowania magnetyczne współistnieją z niekonwencjonalnym nadprzewodnictwem, często ze względu na nietrywialną topologię struktur elektronowych w tych materiałach. Ich badania wymagają specjalnych i złożonych procedur, najbardziej nowoczesnego instrumentarium eksperymentalnego, ale wyniki potrafią wynagradzać trud włożony w ich przeprowadzenie – często łamiąc utarte schematy interpretacyjne i powszechnie „obowiązującą” wiedzę. Choć funkcja dyrektora wymaga ode mnie patrzenia na całokształt prac Instytutu i ogranicza realizację własnych prac badawczych, to te nieoczywiste materiały wciąż pozostają moją naukową pasją i jej poświęcam moją każdą wolną chwilę. Ale podobne słowa mogę wyrazić w odniesieniu do wszystkich współpracowników w Instytucie. W gruncie rzeczy, w INTiBS PAN zajmujemy się tym samym: odkrywaniem nowych światów na poziomie atomów i elektronów. Każdy z nas ma swoją własną pasję, która go fascynuje i której oddaje się bez reszty.
M.B.: Dziękuję za rozmowę i życzę całemu Instytutowi kolejnych owocnych dekad.
D.K.: Bardzo dziękuję za te życzenia. Pragnę też przy tej okazji podziękować wszystkim pracownikom Instytutu – naukowcom za ich wspaniałe pasje badawcze, stałą dążność do umacniania silnej marki naszego Instytutu, działom wsparcia za profesjonalne wspomaganie badań na¬ukowych, niezawodność i dbałość o najwyższe standardy pracy oraz ich codzienne zaangażowanie w to, aby Instytut był dla nas wszystkich miejscem przyjaznym i dobrze zorganizowanym. Z całą pewnością siła naszego Instytutu drzemie w wiedzy, talencie i codziennym zaangażowaniu naszej kadry i na tej podstawie jestem przekonany, że kolejne dekady okażą się rzeczywiście bardzo owocne.
(fot. zasoby INTiBS PAN)