Dr Alicja Mikołajczyk specjalizuje się w cyfrowym projektowaniu nowych, zaawansowanych i innowacyjnych materiałów, chemikaliów i leków, z naciskiem na ich bezpieczeństwo i zrównoważony rozwój. Jej zainteresowanie badawcze koncentruje się na integracji metod sztucznej inteligencji, metod modelowania molekularnego, chemii kwantowej i uczenia maszynowego, co umożliwia przeniesienie procesów projektowania i oceny ryzyka chemicznego z tradycyjnych laboratoriów do przestrzeni wirtualnej. Rozwój cywilizacji wymusza konieczność projektowania nowych, zaawansowanych i innowacyjnych materiałów, chemikaliów i leków oraz bardziej wydajnych procesów technologicznych. Te same zaawansowane właściwości nowo projektowanych chemikaliów mogą warunkować nieznane zagrożenie względem zdrowia człowieka i środowiska.

Na przestrzeni ostatniego pięćdziesięciolecia rozwój cywilizacji przyczynił się do zauważalnego wzrostu zanieczyszczenia środowiska oraz globalnych katastrof spowodowanych nowo pojawiającymi się zagrożeniami, takimi jak pandemia COVID-19, czy choroby o podłożu środowiskowym (np. ADHD u dzieci, zawał serca, nowotwory, czy bezpłodność). Według danych WHO około 6,7 miliona osób rocznie umiera przedwcześnie w wyniku zanieczyszczenia środowiska i emisji CO2. W odpowiedzi na te problemy, dr Mikołajczyk koncentruje swoje badania nad rozwojem zaawansowanych narzędzi komputerowych wspierających proces projektowania, w celu szybszego, tańszego i bardziej efektywnego reagowania na nowo pojawiające się zagrożenia względem życia ludzkiego i środowiska.

„Rozwój cywilizacji wymusza konieczność szybkiego, taniego i efektywnego projektowania nowych, zaawansowanych i innowacyjnych materiałów, chemikaliów i leków oraz bardziej wydajnych procesów technologicznych, przy jednoczesnym minimalizowaniu ich wpływu na zdrowie i środowisko w całym cyklu życia produktu. Prowadzone przeze mnie badania można porównać do pracy architekta i zaawansowanych modeli architektonicznych, które pozwalają na ocenę wytrzymałości i bezpieczeństwa konstrukcji jeszcze przed ich fizycznym powstaniem. Bezpieczny dom wymaga rzetelnego projektu na wczesnym etapie planowania tj. przez rozpoczęciem budowy, a nie po jej zakończeniu czy zamieszkaniu – podobnie jest z nowo projektowanymi materiałami, chemikaliami i lekami.”

Inspiracją do rozpoczęcia kariery naukowej doktor Alicji Mikołajczyk było doświadczenie z dzieciństwa. W wieku 12 lat przeżyła poważny wypadek spowodowany przez pijanego kierowcę, co zapoczątkowało długą walkę o zdrowie. To trudne wydarzenie uświadomiło jej, jak kruche jest życie i wzbudziło fascynację medycyną, oraz technologiami, które mogą realnie ratować ludzkie życie.

Nauka stała się dla stypendystki nie tylko naturalnym wyborem kariery, ale również życiową misją. Dr Mikołajczyk wspomina, że inspiracją do manipulowania strukturą chemiczną na poziomie pojedynczych atomów z wykorzystaniem metod komputerowych był dla niej prof. dr hab. Tomasz Puzyn, jej późniejszy mentor i promotor rozprawy doktorskiej. Badaczka podkreśla, że jej ambicją jest poszukiwanie tego, co jeszcze nieodkryte w zakresie nanotechnologii oraz rozwijanie innowacji, które realnie zmieniają świat. Wierzy, że poprzez swoją pracę naukową i zaawansowane metody komputerowe może pozostawić trwałe dziedzictwo, które przyczyni się do stworzenia silniejszej, zasobooszczędnej, bardziej niezależnej i odpornej na kryzysy Europy.

„Największą motywacją do moich badań jest troska o przyszłość – o to, jaki świat zastaną przyszłe pokolenia. Wierzę, że wyniki mojej pracy mogą przyczynić się do wdrożenia skutecznych, szybkich i tanich rozwiązań komputerowych, które będą wspierać proces projektowania nowych chemikaliów i technologii kluczowych dla rozwoju gospodarczego (ang. Key Enabling Technologies). Te z kolei są kluczowe w zatrzymaniu zmian klimatycznych, np. w celu optymalizacji procesu degradacji zanieczyszczeń środowiska, opisanych w założeniach Europejskiego Zielonego Ładu (ang. Green Deal), w celu pozyskiwania nowych źródeł energii oraz opracowania skutecznych nanonośników leków w celu niwelowania chorób cywilizacyjnych o podłożu środowiskowym. Technologie, które pozwolą efektywnie i szybko dostarczać skutecznych rozwiązań dla nowo pojawiąjących się zagrożeń, ratując życie setek tysięcy, a nawet milionów ludzi na całym świecie, są dla mnie codzienną inspiracją i motywacją do badań. Małe kroki mają wielkie znaczenie, i mogą stanowić bazę dla przyszłych pokoleń, które przejmą pałeczkę w sztafecie życia.”