Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

Výzkum přináší adrenalin i frustraci, říká vědec vyvíjející supermateriály

  12:53aktualizováno  12:53
Podílel se na objevu nejtenčího izolantu na světě - fluorografenu, před nedávnem zase získal prestižní grant od Evropské výzkumné rady v hodnotě téměř 50 milionů korun. Vizí úspěšného chemika olomouckého Regionálního centra pokročilých technologií Michal Otyepka je vytvořit superfunkční materiály využitelné v medicíně či elektronice.

Olomoucký fyzikální chemik Michal Otyepka se věnuje 2D chemii, která zkoumá materiály tak tenké, že jim chybí třetí rozměr - tloušťka. | foto: Tomáš Frait, MF DNES

Začněme tak trochu historií, jste olomoucký rodák, absolvent místní univerzity...
Na Univerzitě Palackého jsem si také udělal doktorát, habilitoval, titul profesora mám rovněž z ní, a pokud pominu civilní službu a zahraniční stáže, tak stále působím na mateřské katedře. V branži tento postup všichni kritizují. Říká se tomu samooplození.

Prosím?
Kritici tohoto postupu tvrdí, že žák přebírá myšlenky stále stejných učitelů, nerozvíjí je dál, a vědě tudíž prakticky nic nepřináší.

Zrovna ve vašem případě si tím nejsem jistý.
Měl jsem velké štěstí na Ph.D. školitele, který mě poslal do Brna, abych se něco naučil u profesora Koči. Dal mi tím křídla, respektive mi umožnil, abych se vyvíjel v úplně jiné oblasti, než v jaké sám vědecky pracoval. Díky tomu jsem se začal věnovat teoretické chemii, modelování molekul, simulacím, které se tehdy na naší fakultě vůbec nedělaly.

Kdy u vás vůbec propukla láska k chemii?
Chemie mě chytla už na základní škole. Měli jsme tam výborného učitele, který dělal spoustu demonstrací a experimentů, zároveň nás ale posunoval dál i v jiných oblastech, podílel se na našem osobnostním rozvoji. Na střední škole mě bavila kromě chemie i fyzika a biologie. Přihlášku na vysokou školu jsem proto podával i na medicínu a molekulární biologii. Chemie nakonec zvítězila.

Později jste se rozhodl i pro vědu, co vás na ní láká?
V mládí to byla zvědavost. Rodiče z ní ale neměli radost, například když jsem zkoumal, jak funguje televizor, a on pak už nefungoval. Dnes pro mě věda znamená určitou formu dobrodružství, protože mi umožňuje vstupovat do oblastí, kde nikdo nikdy nebyl. A je to i adrenalin. Člověk nikdy neví, zda postup, který navrhl, bude fungovat. Výzkum ale samozřejmě přináší i frustraci, pokud se výsledek nedostaví.

V posledních letech vás zaměstnává především grafen. Proč se dostal do vašeho hledáčku?
Začnu tím, jak jsem se dostal k nanomateriálům. Bylo to díky Radku Zbořilovi, dnes řediteli olomouckého Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů, kde také působím. On na nanomateriálech už dříve pracoval, já se v té době věnoval modelování biomolekul. Vždycky když jsme si zašli na pivo, jsme si říkali, že bychom mohli spolupracovat. Trvalo nám asi pět let, než jsme tu spolupráci připravili. Po grafenu jsme sáhli kvůli jeho unikátním vlastnostem. A také proto, že má obrovskou budoucnost.

Můžete v první fázi rozvést vlastnosti grafenu?
Grafen, což je v podstatě jedna vrstva atomů uhlíku uspořádaných do tvaru včelí plástve, je 300krát pevnější než ocel, zároveň je ale tak supertenký, že list z něj o velikosti čtyř volejbalových hřišť by vážil pouhý jeden gram.

Čeho konkrétně se týká váš aktuální výzkum?
Předloni jsem získal grant z fondu Neuron na výzkum, který je zaměřený na chování biomolekul, tedy stavebních kamenů živé hmoty při styku s grafenem. Poznatky z tohoto výzkumu by mohly být užitečné například pro vývoj senzorů v živých organismech, tedy v medicíně. Další výzkum, na kterém právě pracuji, se týká 2D chemie, do které jsme vstoupili vlastně díky tomu, že jsme před pěti lety připravili společně s kolegy z Řecka fluorografen.

Na dvoudimenzionální chemii jste před nedávnem získal pětiletý grant od Evropské výzkumné rady. O co jde v tomto případě?
Při tomto výzkumu se budeme snažit pochopit chemická pravidla v dvojrozměrném světě uhlíkových materiálů, které jsou ale tak tenké, že o jejich třetí dimenzi, tloušťce, nemá vůbec smysl hovořit. Zásadní otázka proto je, zda pravidla klasické chemie platí i zde, nebo jestli není v tomto „plochém“ světě něco navíc. Proto to označení 2D chemie.

Podívejte se na supervýkonný mikroskop vědců pro dvojrozměrnou chemii

Co může být výsledkem těchto bádání, na co se zaměříte?
Chtěli bychom zjistit třeba to, zda grafen a od něj odvozené deriváty mohou fungovat jako nekovové katalyzátory, zda můžeme skelet grafenu využít pro přípravu magnetického materiálu nebo mu vtisknout specifické optické vlastnosti. Zda můžeme ovlivnit, jestli bude mít rád vodu. Naší vizí je vytvořit superfunkční materiály, jejichž vlastnosti by bylo možné upravovat na míru aplikacím použitelným například ve zmíněné medicíně a dále při ochraně životního prostředí, v oblasti elektroniky a elektrotechniky nebo ve vysoce účinných katalyzátorech, které řídí chemické procesy.

Kdybyste měl být ještě konkrétnější...
Při ochraně životního prostředí by se mohlo jednat o senzory detekující jeho znečištění, v medicíně o detektory, které by přímo v těle monitorovaly molekuly signalizující nemoc či vývoj léčby. V elektronice by zase uhlíkové materiály mohly mít uplatnění třeba při výrobě součástek do mobilních telefonů či počítačů tak, že by nahradily takzvané strategické kovy, jako jsou galium nebo indium. Těch je na světě omezené množství, navíc se často nacházejí v problematických regionech. Pracuje se také na využití uhlíkových materiálů při ukládání elektrické energie, tedy v bateriích. A tak bych mohl pokračovat dál.

Pomáhá i supermikroskop

Dá se odhadnout, kdy by se superfunční materiály mohly začít používat v praxi?
Na to nedokážu odpovědět, protože výzkum uhlíkových nanomateriálů je teprve v plenkách. Konkrétně grafen je poměrně nová látka, jeho objevitelé za něj dostali Nobelovu cenu teprve před pěti lety. Znám ale případy, kdy od výzkumu v laboratoři do podpisu licenční smlouvy na novou technologii uplynuly jen tři roky. Určitě budeme naše materiály nabízet i ke komerčnímu využití. Tohle ale není moje parketa. Zabývám se základním výzkumem, jehož cílem je přinášet zcela nové vědecké poznatky.

Bez nich by ale zase žádné aplikace nevznikly.
To je pravda. A taky bych nechtěl, aby to vypadalo, že si na své zaměření na základní výzkum stěžuji. Myslím, že na tomto poli, na kterém se pohybuji už asi 15 let, jsem docela silný. Ale mám-li být upřímný, asi bych nebyl dobrý obchodník.

Ještě ke grafenu. Víte, kolik vědců ve světě ho zkoumá?
V oblasti grafenové chemie pracují desítky, možná stovky laboratoří a tisíce vědců. Je to kvůli jeho obrovskému potenciálu. Grafen je teď velmi populární. Slyšel jsem i označení ikonický materiál 21. století.

S kolegy „zvenčí“ spíše spolupracujete, nebo soupeříte?
Vědci v této branži mají zvláštní způsob komunikace, je to takové chození kolem horké kaše. Každý chce zjistit maximum o tom, co dělají ostatní, aby věděl, zda má vůbec smysl se do nějakého konkrétního výzkumu pouštět. Zároveň se ale snaží chránit to své. I já zvažuji, co na odborných konferencích říct a co ještě nevypouštět do světa, protože to může být nebezpečné. Špičkové odborné časopisy zajímá na vědeckých pracích novost, význam a dopad. Pokud přijdete s podobnou prací jako druhý, máte většinou smůlu. Být první je samozřejmě stěžejní také při podávání patentů, které představují v případě základního výzkumu jakýsi bonus.

Seriál: Mladí vědci z Olomouce

Působí ve špičkových olomouckých výzkumných centrech, často už za sebou mají pozoruhodné výsledky a na dalších objevech pracují. Přitom jim ještě není více než čtyřicet let, takže větší část badatelské kariéry mají stále ještě před sebou. MF DNES přináší nový seriál rozhovorů se zástupci mladé generace vědců.

Kde vás člověk zastihne nejčastěji? V laboratoři, v učebně se studenty, nebo v kanceláři vedoucího katedry fyzikální chemie?
V laboratoři mě už teď moc neuvidíte. Jako vedoucí týmu především výzkum řídím a přináším myšlenky. Ty pak ve formě zadání předávám mladým výzkumníkům, kteří je zpracovávají v laboratořích. Na základě výsledků postupujeme dál. Pouze vědě se ale nevěnuji, pravidelně čtyři až šest hodin týdně učím. Nutí mě to myslet v širších souvislostech, protože nepřednáším jen o svém výzkumu. Učení mi zároveň poskytuje zpětnou vazbu a možnost se „vymluvit“, což se pak člověku vrací na konferencích. A taky mám pocit, že bych snad mohl studentům něco předat.

Zastavím se u toho, že přicházíte s nápady. V jakých situacích se rodí?
Nápady přicházejí v různých a většinou nečekaných chvílích. Například myšlenka zkoumat reakce biomolekul při styku s grafenem se zrodila v Dánsku při obědě, na kterém jsem byl s kolegou z místní univerzity. Dobrá je na přemýšlení také vana. Zobecnit to ale nejde. Každopádně si ale nápady zapisuju, protože jsem zapomnětlivý.

Popíšete za rok hodně bloků?
Pouze na počtu myšlenek věda nestojí. Každý člověk jich má nespočet, ne každý je ale umí vyhodnotit a vytřídit. Třeba to, zda jsou ty nápady vůbec testovatelné, zda jdou ověřit. Znám lidi, kteří jsou desetkrát chytřejší než já, přesto nemají tolik úspěchů možná i proto, že si nedokážou vybrat ty silné a životaschopné myšlenky. Anebo prostě neměli štěstí, i to hraje ve vědě a výzkumu velkou roli.

Odvrátilo se někdy štěstí při výzkumu od vás?
Několikrát se nám stalo, že jsme některé projekty stopnuli, protože jsme skončili ve slepé uličce. A pak jsem zjistil, že jiné laboratoře došly k cíli díky tomu, že v klíčovém okamžiku udělaly něco trochu jinak než my.

S olomouckou univerzitou je spjatý téměř celý váš život. Netoužíte po změně, po práci v nějakém zahraničním vědeckém centru?
Netoužím, protože naše Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů je i díky evropským fondům výborně vybavené. Jsou v něm pod jednou střechou sdružené veškeré klíčové techniky pro charakterizaci nanomateriálů, což nám mnozí kolegové ze zahraničí závidí. A nejde jen o vybavení, ale i o systém a styl práce. Kdybych odešel do světa, pohoršil bych si, tedy pokud pominu plat. Musel bych si všechno, o čem jsem mluvil, budovat znovu. Na zlatém podnose vám nikdo nic nedá.



Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2016 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je součástí koncernu AGROFERT ovládaného Ing. Andrejem Babišem.