Britský chemik zkoumá u Prahy molekuly, které pomohou uzdravit planetu

Abych byla upřímná, chemie mi ve škole nikdy moc nešla a ani mě nebavila. Byla jsem si sice vědoma, že je to důležité vědecké odvětí ovlivňující můj každodenní život, ale cestu k němu jsem si dlouho nenašla. Možná kvůli své učitelce chemie. Byla to přísná žena, znuděná mnoha lety výuky středoškoláků. Chemii nám vlastně předávala jen formou vzorců, chemických rovnic a memorováním faktů. Rozhovor s britským chemikem Michaelem Londesboroughem, který se v Česku zabývá vývojem a možnostmi takzvaných boranů, ale rozhodně nudný nebyl.

Reklama

Jeho životním posláním je chemii popularizovat a předávat znalosti zajímavým způsobem, tedy jiným než naše paní učitelka. Michael působí v Ústavu anorganické chemie Akademie věd České republiky. I zde věnuje značnou část své práce zpřístupňování vědy široké veřejnosti a své přednášky propojuje s fascinujícími experimenty. A když hovoří o "chemii boranů", vždycky se mu i bez experimentů tak nějak rozsvítí oči. No a konečně jsem se o chemii dověděla něco i já.

Pocházíte z Anglie. Jak jste se dostal do České republiky?

Do Česka jsem dorazil v roce 2002. V té době jsem byl ještě mladý muž. Bylo mi 24 let a byl jsem zamilovaný. Konkrétně do chemie boranů. Četl jsem mnoho článků na tohle téma a seznámil jsem se s prací českých vědců. Počátky výzkumné práce, které se týkaly chemie boranů, byly v České republice hodně tajné. A to mě přitahovalo. Dalo by se tedy říct, že mne do Česka přivedla láska. Láska k chemii boranů a výzkumu jejich vlastností.

Co je zajímavého zrovna na chemii boranů?

Mě strašně fascinuje vytváření nových molekul, odhalování jejich struktur, zkoumání jejich vlastností a jejich využívání pro inovativní účely. V naší laboratoři v Řeži syntetizuji nové molekuly obsahující atomy boru a vodíku, to je právě ta "chemie boranů". Ty atomy se organizují do nádherných mnohostěnných formací. Sice trochu nezvykle „voní“, ale jinak mají báječné vlastnosti.

Musíme spolupracovat s petrochemickým průmyslem, abychom posílili přednosti polymerů a současně vyřešili problémy, které jejich užívání přináší.

S pomocí ostatních kolegů zkoumám, jak se tyto nové molekuly, které nikde vlastně asi v celém vesmíru neexistují, chovají, když jsou vystaveny různým druhům elektromagnetického záření, tedy viditelnému světlu, UV záření, IR, X-ray a dalším. Tyhle spektroskopické metody mi pak odhalí strukturu a vlastnosti těchto nových molekul. Zároveň musíme mít přehled o tom, jak ostatní molekulární systémy fungují a působí, abychom zjistili, jestli se tyto nové molekuly dají využít k inovativnějším účelům.

K čemu tedy ty výzkumy pak slouží?

Borany jsou vlastně novou skupinou sloučenin s unikátními strukturami a mají velký potenciál v mnoha oborech. Já sám se v laboratoři zaměřuji hlavně na inovace v oblastech luminiscence a optiky. Moji kolegové dosahují využitím takzvaných boranových shluků skvělých inovativních výsledků například v oblasti povrchových technologií nebo medicíny.

Nedávno jsem publikoval první studii 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.

Jakou roli molekuly boranu už teď v našem životě hrají?

Borany mají obrovské možnosti, protože 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 borany stejné jako uhlovodíky. Příroda uložila prostřednictvím zázraku fotosyntézy tisíce nebo milióny let solární energie do uhlovodíků. Dnešní petrochemický průmysl tyto vzácné chemikálie využívá a dál vyvíjí. Díky chemickým proměnám je můžeme využít třeba při výrobě léků a polymerů. A to samé platí pro borany.

Medicína bude čím dál víc nastavena na řešení potřeb jednotlivce.

Momentálně žijeme ve věku polymerů, tedy hlavně plastů. Nahrazujeme jimi mnoho tradičních materiálů, jako jsou třeba sklo, dřevo nebo kov. To sice přináší mnoho výhod, jako je snižování nákladů, vývoj nových funkcí anebo uchovávání zdrojů, ale také nové obtíže hlavně v podobě plastových odpadů. A i to se dá díky boranům řešit. My vědci proto musíme spolupracovat s petrochemickým průmyslem, abychom posílili přednosti polymerů a současně vyřešili problémy, které jejich užívání přináší.

Tady se dotýkáme ekologie a udržitelnosti. Co nás podle vás v tomto ohledu v blízké budoucnosti ještě čeká?

Chceme-li udržet rostoucí populaci a ekonomickou prosperitu, tak budoucnost bude muset přinést nové způsoby stravování, práce, dopravy a samozřejmě našeho zacházení s životním prostředím. Mám za to, že brzy uvidíme ještě větší rozvoj elektromobility a obecně i principu sdílení vozidel. S těmito inovacemi ve světě automobilů se objeví také nová síť vysokorychlostních vlaků. Mnoho rutinních úkolů, které vyžadují rozeznávání vzorců, budou plnit algoritmy a roboty, což nás dovede k daleko vyšší efektivnosti a výkonnosti. A "internet věcí" nám umožní zefektivnit téměř každý aspekt našeho života.

Čím víc se zvyšuje naše vědecké povědomí, tím lépe jsme schopni pracovat se stále menšími dimenzemi.

No a pokroky v oblastech molekulární biochemie, biosenzorů 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, vzniknou nové polymery a tak dále. Obecně řečeno, čím víc se zvyšuje naše vědecké povědomí, tím lépe jsme schopni pracovat se stále menšími dimenzemi. A díky tomu budou naše materiály silnější, lehčí, chytřejší a výkonnější.

Na něčem podobném teď také pracujete?

Já aktuálně vedu výzkumný projekt, jehož cílem je prozkoumat možnosti našeho nedávno objeveného boranového laseru. Spolu s kolegy se snažíme integrovat náš boranový molekulární systém do polymerových matric, abychom mohli generovat tenké polymerové fólie, které dělají spoustu zajímavých věcí se světlem.

Vstřebávají třeba světlo v široké škále frekvencí a pak ho vyzařují v jedné vlnové délce. Takové vlastnosti jsou užitečné do solárních koncentrátorů a pomáhají zvyšovat výkon solárních článků a panelů.

Mě osobně chemie nikdy nebavila, ale vidím, že dokáže být užitečná. Proč jste si ten obor vybral vy?

Věda je od dětství 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 vědecké dokumentární pořady na BBC Horizon. I do školy jsem chodil rád a nejvíc mě zajímaly právě přírodovědné obory. Už tenkrát jsem si uvědomil, že díky vědě mohu ovlivňovat své okolí a svět. Chemii jsem si pak vybral zejména díky našemu učiteli, který byl do toho oboru zapálený, miloval ho. A tou svojí chemií nakazil i mne.

foto: Archiv Michaela Londesborougha, zdroj: REACTIONS 2018