Rec._P._Paneth

Politechnika Łódzka
Instytut Techniki Radiacyjnej
Profesor dr hab. Piotr Paneth
OCENA
dorobku naukowego dr Artura Ratkiewicza oraz osiągnięcia naukowego zatytułowanego "Modelowanie
reakcji spalania oparte na przesłankach fundamentalnych: od algebry symbolicznej do reakcji złożonych"
Dr Artur Ratkiewicz jest pracownikiem naukowym zatrudnionym w Zakładzie Chemii
Teoretycznej Uniwersytetu w Białymstoku na etacie adiunkta. Jego samodzielność naukową i
ukierunkowanie zainteresowań naukowych zainicjował dwuletni staż naukowy w zespole profesora
Thanh N. Truonga w Henry Eyring Center for Theoretical Chemistry, University of Utah, który rozpoczął
zaraz po obronie na naszym Wydziale rozprawy doktorskiej w 2000 roku. Tematyka prowadzonych przez
Habilitanta badań ma na celu rozpoznanie i zgłębienie mechanizmów reakcji następujących w wyniku
spalania paliw. Osiągnięcie tego celu pozwoliłoby na efektywniejsze wykorzystanie surowców
energetycznych jak i na zmniejszenie związanego z tymi procesami zanieczyszczenia środowiska.
Problem jednak jest niezwykle złożony, gdyż nawet przy spalaniu pojedynczego węglowodoru
należałoby rozważyć setki tysięcy reakcji i dziesiątki tysięcy produktów pośrednich i końcowych.
Podejście dra Ratkiewicza do problemu badawczego polegało w pierwszym etapie na
opracowaniu algorytmu automatycznego budowania schematów reakcji zachodzących podczas spalania
z wykorzystaniem teorii grafów. Ta wstępna część cyklu prac przedstawionych jako podstawa uzyskania
stopnia doktora habilitowanego wynikała z programu badawczego stażu post-doktorskiego. Kandydat
szybko jednak zorientował się, że samo opracowanie kinetyki formalnej nie będzie przydatnym
narzędziem jeżeli w wykorzystywanych równaniach zabraknie oszacowań parametrów kinetycznych dla
różnych klas reakcji zachodzących podczas spalania. Dlatego zasadnicza cześć cyklu przedstawionych do
oceny prac dotyczy modelowania tych reakcji i teoretycznego szacowania ich szybkości właściwych.
W moim przekonaniu ocena merytoryczna zaprezentowanego cyklu prac ma dwa wymiary.
Pierwszym jest ocena przyjętych metod badawczych. Niewątpliwie teoria grafów jest odpowiednią
metodą do automatyzacji procesu budowy złożonych schematów kinetycznych. Druga z wybranych
metod, a mianowicie teoria stanu przejściowego w odniesieniu do całych klas reakcji, jest już nieco
bardziej ryzykowna, ze względu na czynione w niej uproszczenia dotyczące podobieństw powierzchni
90-924 Łódź, ul. Żeromskiego 116, Poland
tel: +4842 631 31 99, 042 631 31 88, fax: +4842 636 50 08, e-mail: [email protected], web: www.mitr.p.lodz.pl
Politechnika Łódzka
Instytut Techniki Radiacyjnej
Profesor dr hab. Piotr Paneth
Recenzja dorobku dra Artura Ratkiewicza
strona 2
energetycznych reakcji różnych związków danej klasy. Dr Ratkiewicz zdaje sobie jednak sprawę z
przybliżonego charakteru podejścia RC-TST/LER i stosuje je ze względu na brak innych metod, które
pozwoliłyby uzyskać dostateczną liczbę parametrów niezbędnych do praktycznego wykorzystania
opracowanej metodologii. Drugim wymiarem jest ocena zastosowanych poziomów teorii do obliczeń
kwantowo-mechanicznych. Do znaczącej liczby obliczeń Habilitant wykorzystał funkcjonał BH&H. Jest to
funkcjonał relatywnie stary i poniekąd zaniechany przez większość badaczy studiujących mechanizmy
reakcji związków organicznych i biomolekuł. Dlatego jego wykorzystanie wzbudziło we mnie pewien
niepokój pomimo pojawienia się w publikacjach dra Ratkiewicza porównań wyników uzyskanych za
pomocą tego funkcjonału z wynikami otrzymanymi innymi metodami. Przegląd literatury jakiego
dokonałem z tego powodu upewnił mnie jednak, że dla rozważanych klas reakcji wybór ten jest jak
najbardziej zasadny. Ostatnim elementem dyskusyjnym od strony merytorycznej jest sposób włączenia
do obliczeń efektu tunelowego, który w przypadku przeniesienia atomu wodoru może stanowić istotny
wkład do całkowitej stałej szybkości. Dr Ratkiewicz wykorzystał wariacyjną teorię stanu przejściowego
aby efekt ten uwzględnić. Jest to niewątpliwie lepszy sposób niż użycie prostych, jednowymiarowych
modeli. Trochę szkoda, że Habilitant, mając bogaty materiał, nie pokusił się o szersze porównanie
zastosowanej metody z np. jednowymiarową poprawką Truhlara-Skodjie’go co byłoby przydatne dla
wielu zespołów badawczych zajmujących się tematyką przeniesienia wodoru. Natomiast nie do końca
jestem przekonany czy efekt tunelowy, zależny od szerokości i wysokości bariery energetycznej daje się
połączyć z filozofią RC-TST.
Dorobek naukowy dra Artura Ratkiewicza zawiera 24 artykuły naukowe o łącznym
współczynniku IF wynoszącym prawie 60, przy czym 19 z nich zostało opublikowane po uzyskaniu
stopnia doktora a 12 o współczynniku IF wynoszącym ponad 29 stanowi podstawę postępowania
habilitacyjnego. Prace Habilitanta były cytowane przez innych autorów ponad 120 razy co znalazło
odzwierciedlenie w indeksie Hirscha wynoszącym 7. Należy również zwrócić uwagę, że 4 prace
wchodzące do ocenianego cyklu publikacji są pracami o wysokim, przekraczającym 3.5 współczynniku
oddziaływania. Współautorzy złożyli oświadczenia, z których wiodąca rola Habilitanta nie ulega
wątpliwości. Dwie najnowsze prace włączone do cyklu to prace monoautorskie co jeszcze bardziej
potwierdza ten fakt oraz świadczy o dojrzałości naukowej.
90-924 Łódź, ul. Żeromskiego 116, Poland
tel: +4842 631 31 99, 042 631 31 88, fax: +4842 636 50 08, e-mail: [email protected], web: www.mitr.p.lodz.pl
Politechnika Łódzka
Instytut Techniki Radiacyjnej
Profesor dr hab. Piotr Paneth
Recenzja dorobku dra Artura Ratkiewicza
strona 3
Habilitant wykazał dużą powściągliwość w opisie swoich osiągnięć w działalności organizacyjnej.
Nie ułatwia to pracy recenzenta „zewnętrznego”, który nie miał okazji codziennej obserwacji tej
działalności. Na podstawie wypunktowanych informacji o powoływaniu dra Ratkiewicza na recenzenta w
renomowanych czasopismach (np. J. Phys. Chem. A), udziale w dwóch grantach badawczych oraz
działalności na rzecz macierzystego Instytutu mogę wnosić iż jest ona na typowym dla zajmowanego
stanowiska, zadowalającym poziomie. Mam też w tym zakresie osobiste, bardzo pozytywne,
spostrzeżenia, gdyż wspólnie z dr Ratkiewiczem reprezentujemy nasz kraj w programie COST
nakierowanym na badanie kinetyki spalania paliw.
Natomiast działalność dydaktyczna dra Ratkiewicza została przedstawiona wyczerpująco;
prowadził On szeroką gamę zajęć zarówno pod względem formy (wykłady, ćwiczenia, laboratoria,
seminaria) jak i treści (chemia teoretyczna, statystyka, informatyka i technologie informatyczne).
Zdolności dydaktyczne potwierdzają uzyskane nagrody i wysokie oceny prowadzonych zajęć
wystawiane przez studentów. Na szczególne uznanie zasługuje prowadzenie w latach 2011-2013 kursu
przygotowawczego do matury z biologii i chemii, w ramach akcji pod hasłem „Poszukujemy następców
Marii Curie Skłodowskiej”.
Podsumowując; osiągnięciem Habilitanta jest opracowanie i implementacja unikalnego narzędzia
badawczego do modelowania procesów spalania związków węglowodorowych. Umiejętnie połączył
wykorzystanie teorii grafów do automatyzacji opisu kinetyki formalnej z obliczeniami kwantowymi, które
dostarczyły parametry kinetyczne dla zadanych klas reakcji przebiegających podczas spalania. Jego
dorobek naukowy, dydaktyczny i organizacyjny całkowicie spełniają zarówno wymogi zwyczajowe jak i
ustawowe. Dlatego z pełnym przekonaniem będę orędownikiem wniesienia prze Komisję wniosku do
Wysokiej Rady Wydziału Chemicznego Politechniki Łódzkiej o nadanie dr Arturowi Ratkiewiczowi stopnia
doktora habilitowanego.
Łódź, dn. 1 lipca 2013 r.
90-924 Łódź, ul. Żeromskiego 116, Poland
tel: +4842 631 31 99, 042 631 31 88, fax: +4842 636 50 08, e-mail: [email protected], web: www.mitr.p.lodz.pl