Život ve věku polymerů - rozhovor s Dr. Michaelem Londesboroughem

Dr. Michael Londesborough je britský vědec, který působí v Ústavu anorganické chemie Akademie věd České republiky. Kromě výzkumné práce v oboru fyziky a chemie se zaměřuje na zpřístupňování vědy široké veřejnosti. V rámci svých aktivit se mimo jiné pravidelně objevuje na televizních obrazovkách. Pro populárně vědecký týdeník České televize „PORT“ (který diváky informuje o novinkách i zajímavostech z nejrůznějších oblastí vědy, nových technologií a společenských oborů) připravuje rubriku Michaelovy experimenty, v níž také vystupuje jako moderátor. V této oblasti má nemalé úspěchy, o čemž svědčí i cena Akademie věd ČR za popularizaci vědy - Medaile Vojtěcha Náprstka, která mu byla udělena v roce 2009.

Sedla jsem si proto s tímto významným vědcem, abych ho trochu lépe poznala, probrala s ním, jak vidí budoucnost vědeckých inovací a zjistila, na jakých projektech v současnosti pracuje.

Pocházíte z Anglie. Jak dlouho bydlíte v České republice a proč jste se sem přestěhoval?

Do Česka jsem dorazil v roce 2002. V té době jsem ještě byl mladý muž… bylo mi 21 let a byl jsem zamilovaný do chemie boranů. Z toho důvodu jsem četl mnoho článků na toto téma. Seznámil jsem se s prací Českých vědců v této oblasti a s náplní jejich spolupráce s vědci v Anglii. Počátky výzkumné práce týkající se chemie boranů byly v České republice velmi tajné, a pro mne i tím velice přitažlivé. Dalo by se říct, že mne do Česka přivedla láska - láska k chemii boranů a výzkumu jejich vlastností.

Chápu, že v současnosti pracujete jako vědec v Ústavu anorganické chemie Akademie věd České republiky. Proč jste si vybral právě tento ústav?

Mou volbu ovlivnil můj vztah se světem boranů. Ve výzkumném areálu v Řeži u Prahy je skupina vědců, kteří mají ve světě boranové chemie významné postavení. Spolupráce s nimi je pro mne značně přínosná, zajímavá a obohacující. Navíc s nimi spolupracuje můj někdejší vedoucí z univerzity v Leedsu. To je další důvod, proč jsem tady. Zde se mohu věnovat výzkumu fotofyzikálních vlastností hydridů boru naplno a to je právě to, co chci.

Proč jste se v mládí rozhodl věnovat vědě a proč konkrétně chemii?

Věda je od mládí nedílnou součástí mého života, hlavně díky mé rodině. Můj strýc i můj kmotr ve vědě působili a můj otec se ve volném čase o vědu hodně zajímal. Často jsme se spolu dívali na vědecký dokumentární pořad televize BBC Horizon. Do školy jsem chodil rád a nejvíc mě zajímaly přírodovědné obory. Již tenkrát jsem si uvědomil, že díky vědě mohu ovlivňovat své okolí a svět. Chemii jsem si pak vybral zejména díky mému učiteli, který vkládal do výuky mnoho zápalu a lásky a tím nakazil „chemií“ i mne.

A co Vás fascinuje přímo na chemii boranů?

Jsem okouzlen vytvářením nových molekul, odhalováním jejich struktur, zkoumáním jejich vlastností a využíváním těchto vlastností pro inovativní účely. Například v mé laboratoři Ústavu Anorganické Chemie AV ČR v Řeži syntetizuji nové molekuly obsahující atomy boru a vodíku. Tyto atomy se organizují do nádherných mnohostěnných formací. Sice trochu nezvykle „voní“, ale jinak mají báječné vlastnosti. S pomocí ostatních kolegů zkoumám, jak se tyto nové molekuly (které neexistují nikde jinde, možná v celém vesmíru) chovají, když jsou vystaveny různým druhům elektromagnetického záření - viditelnému světlu, UV, IR, X-ray, atd. Tyto spektroskopické metody mi odhalí strukturu a vlastnosti těchto nových molekul. Je důležité mít přehled o tom, jak ostatní molekulární systémy fungují a působí, abychom zjistili, jestli se tyto nové molekuly dají využít k inovativnějším účelům.

Nedávno jsem publikoval první případ boranového laseru. Laser vyzařuje nádherné, modré světlo a ve srovnání s mnoha jinými, komerčně dostupnými, modrými laserovými materiály je velice fotostabilní. To znamená, že se může používat velmi dlouho, než je nutná výměna kapalného media, což je velmi ekonomické.

Jelikož borany jsou nová skupina sloučenin s unikátními strukturami, mají velký potenciál v mnoha oborech. V laboratořích, kde pracuji, se zaměřuji na inovace v oblastech luminiscence a optiky a moji kolegové dosahují skvělých inovativních výsledků například v oblasti povrchových technologii nebo medicíny využitím podobných boranových shluků.

Je vidět že do boranů vkládáte veliké naděje. Mohl byste mi prozradit, jakou roli tyto molekuly v našem životě již hrají? A jaké možnosti vidíte v jejich budoucnosti?

Moje milované borany mají obrovské možnosti, jelikož jejich molekuly jsou plné chemického potenciálu. Každá molekula ve své struktuře obsahuje velké množství elektromagnetické energie, kterou může ´využít´ k provedení chemických reakcí. V tomto smyslu jsou uhlovodíky stejné. Příroda uložila prostřednictvím zázraku fotosyntézy tisíce nebo milióny let solární energie do uhlovodíků. Dnešní petrochemický průmysl tyto vzácné chemikálie využívá a dále vyvíjí. Jedním z hlavních způsobů využití je přeměna chemické energie prostým pálením - oxidací na mechanickou (pohon aut, vlaků či letadel) anebo elektrickou energii. Uhlovodíky toho ale dokážou daleko víc! Můžeme provádět mnoho zajímavých chemických proměn, které vedou třeba k výrobě léků a polymerů. Polymery jsou obzvláště zajímavé molekuly s dlouhým řetězcem. Mají rozdílné vlastnosti vycházející z molekul, které byly k jejich vyvinutí použity. Momentálně žijeme ve ‚věku polymerů‘, protože naše rostoucí znalosti chemie a fyziky polymerů nám dávají možnost nahradit mnoho tradičních materiálů (jako třeba sklo, dřevo a kov) právě těmito polymery. To přináší mnoho výhod, jako je snižování nákladů, vývoj nových funkcí anebo uchovávání zdrojů, avšak také nové obtíže, kterými jsou třeba plastové odpady. Věřím, že my, vědci, musíme spolupracovat s petrochemickým průmyslem, abychom posílili přednosti polymerů a současně vyřešili problémy, které jejich užívání přináší.

Jaké konkrétní inovace nejspíš v blízké budoucnosti uvidíme?

Chceme-li udržet rostoucí populaci a ekonomickou prosperitu, budoucnost přinese nové způsoby stravování, práce, dopravy a našeho zacházení s životním prostředím. Domnívám se, že velmi brzy uvidíme použití elektro mobility a principu sdílení vozidel, spíše než jejich vlastnění. Spolu s těmito inovacemi ve světě automobilů uvidíme novou sít´ vysokorychlostních vlaků. Mnoho rutinních úkolů, vyžadujících rozeznávání vzorců, bude plněno pomocí algoritmů a robotů, což nás dovede k daleko vyšší efektivnosti a výkonnosti. ‚Internet všeho‘ nám umožní zefektivnit téměř každý aspekt našeho života. Pokroky v oblastech molekulární biochemie, bio senzorů, nebo v genetice způsobí převrat v léčbě nemocí a stárnutí. Medicína bude čím dál víc nastavena na řešení potřeb jednotlivce. Také uvidíme využití mnoha nových materiálů - tenkých folií, nanotrubic, dvourozměrných grafenových vrstev, nové polymery, atd. Obecně řečeno, čím víc se zvyšuje naše vědecké porozumění, tím víc jsme schopni pracovat se stále menšími dimenzemi. V důsledku naše materiály budou silnější, lehčí, chytřejší a výkonnější.

Na jakých nových projektech teď pracujete?

Aktuálně vedu výzkumný projekt, jehož cílem je rozvinutí našeho nedávno objeveného boranového laseru. Já zkoumám detaily tohoto systému ve snaze zoptimalizovat jeho výkonnost. Snažím se (spolu se svými kolegy - tohle není one-man show) integrovat náš boranový molekulární systém do polymerových matric, abychom mohli generovat tenké polymerové fólie, které dělají se světlem spoustu zajímavých věcí. Například vstřebávají světlo v široké škále frekvencí, a pak to světlo vyzařují v jedné vlnové délce. Takové vlastnosti jsou užitečné do solárních koncentrátorů.

Jsem také hrdý na to, že jsem se nedávno stal ambasadorem značky Unipetrolu. Velmi mě zajímá oblast uhlovodíkové chemie a Unipetrol v tomto směru dělá neuvěřitelné množství práce.

V rámci blízké budoucnosti se v říjnu zúčastním letošní konference REACTIONS, která se právě inovacemi v chemickém světě zabývá.

Ráda bych věděla, proč jste si ke spolupráci vybral právě Unipetrol? Jakou zde vidíte spojitost?

Rád bych se zúčastnil toho, s jak rostoucí rafinovaností využíváme naše uhlovodíkové zdroje. To zahrnuje rozvíjení rozmanité škály nových polymerových materiálů a ostatních materiálů vyráběných v petrochemickém průmyslu. Ve své kariéře jsem věnoval, a stále věnuji, hodně času popularizaci vědy a zapojení veřejnosti. To je věc, kterou máme s Unipetrolem společnou. Oba věříme, že je nezbytné být proaktivní a podporovat studenty v jejich pronikání do světa vědy a technologií.

Mohl byste mi říct trochu víc o Vaší účasti na konferenci REACTIONS? Co můžeme očekávat?

Konference REACTIONS 2018 se bude týkat průlomových inovací v automobilovém průmyslu a nově otevřených příležitostí pro výrobce, posilujících jejich konkurenceschopnost. Já se zúčastním především jako moderátor, společně s Evou Smetanou, která moderovala konferenci minulý rok. Budu mít i svou vlastní přednášku, kde budu analyzovat možnosti získávání nové generace zaměstnanců. Konference se bude konat 11. října v pražském Fóru Karlín. Bude to vskutku pozoruhodná a znamenitá událost, na kterou se doopravdy těším.

Já se také budu těšit! Děkuji za Váš čas a za zajímavý rozhovor.

Po tomto rozhovoru jsem měla i příležitost shlédnout seminář Dr. Londesborougha v rámci Týdne inovací 2018 v pražském Fóru Karlín a na vlastní oči vidět tu zajímavější, zábavnější a přitažlivější stránku chemie, o které jsem v mladších letech jen slýchávala. Věda a chemie jsou pro něj opravdu srdeční záležitostí, o které hovoří s vášní a zanícením. Dr. Londesborough je zkrátka zapálený vědec, který neváhá šířit svou lásku a nadšení a dělá to způsobem, který nenechá ani ty nejpasivnější z nás vůči vědě a chemii lhostejnými. Věřím, že jeho příklad přiláká řadu nových studentů a budoucích vědců. A pro ty z nás, kteří už mají rozhodování o kariéře za sebou, je úžasné poznat, kolik zajímavého a převratného se děje ve světě vědy, který by nám jinak mohl být poměrně vzdálený.