Vystudoval jsi VUT, co přesně? Začal jsi se nějak profilovat už během studia?
Mojí alma mater je Fakulta strojního inženýrství, konkrétně Ústav fyzikálního inženýrství. Už ve studijních letech jsem se velmi zajímal o optiku, a hlavně zdroje laserového záření. Vyhovovalo mi tak zaměření výzkumné skupiny profesora Jozefa Kaisera, kde pracuji od své bakalářské práce, tedy už 11 let.
Co znamená zkratka LIBS?
Přesně se tak ve zkratce označuje Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, což do češtiny překládáme jako Spektroskopie laserem buzeného plazmatu. Jedná se prakticky o metodu analytické chemie, která umožňuje studovat prvkové složení materiálu. Na CEITEC VUT využíváme tuto metodu v mnoha různých aplikacích. Zajímavé je hlavně mapování povrchu vzorků, kdy zjišťujeme rozložení jednotlivých prvků a jejich vzájemný vztah. Tohoto přístupu se pak dá následně využít od geologie až po biologii. Abychom technologii LIBS dostali do širšího povědomí, prof. Kaiser spoluzakládal v roce 2014 první start-up CEITEC VUT s názvem AtomTrace. Tato firma slouží nejen pro vývoj pokročilých a sofistikovaných analytických přístrojů, ale obecně pro transfer LIBS technologie do jednotlivých odvětví a její efektivní komercializaci.
Během doktorského studia jsi měl možnost vycestovat. Dala by se nějak porovnat zkušenost ze zahraničního vědeckého prostředí s tím, jak to funguje u nás?
V rámci doktorské stáže jsem se dostal na dva a půl roku do Berlína na Spolkový ústav pro materiálový výzkum a testování, kde jsem působil ve výzkumné skupině profesora Panne a doktora Gornushkina. Tato stáž mi dala poměrně hodně z pohledu úplné samostatnosti při výzkumu, protože to tam bylo nastaveno úplně jinak než u nás. Tady je za každým projektem do určité míry týmová práce a málokterý student si sestaví svůj vlastní experimentální systém, napíše software na ovládání, naměří a zpracuje data a připraví článek až k publikaci. Možná je můj obor specifický tím, že se běžně používají komerčně dostupné analytické systémy, ale každý si postaví ten svůj vlastní experimentální na stole v laboratoři. Tohle se však poslední dobou také mění. Výukový systém je jiný a každý má své výhody i nevýhody. Proto nabádám i naše studenty k cestování, nabírání zkušeností a navazování mezinárodních kontaktů.
Na CEITEC VUT působíš jako vedoucí ve výzkumném týmu zabývajícím se laserovou spektroskopií. Jak se takový výzkumný tým formuje?
Od profesora Kaisera jsem při doktorském studiu dostal absolutní volnost ve výzkumu, která přešla ve výše zmíněnou dlouhodobou stáž v Německu. Po mém návratu jsem od něj dostal neomezenou důvěru k vedení laboratoře laserové spektroskopie v rámci jeho výzkumné skupiny Charakterizace materiálů a pokročilých povlaků. Postupně jsme naši „podskupinu“ začali transformovat do její současné podoby, kdy jsme rozdělení na vzájemně spolupracující týmy věnující se samostatně výzkumu a vývoji. Ve vedení výzkumu jsem opět dostal možnost věnovat se tématům, která mě zajímají. Spolu s mými kolegy a studenty jsme se dostali od zpracování vícerozměrných dat, přes využití LIBS v biologii a toxikologii až po průmyslové aplikace. Máme teď několik výzkumných směrů.
Popíšeš, co obnáší fungování výzkumného týmu? Určitě to není jen o sezení v laboratoři…
Máme definované dlouhodobé výzkumné cíle a systematicky se snažíme objevovat nové souvislosti. Celé je to zajímavé hlavně díky tomu, že jednotlivé problémy (výzkumné záměry) mají interdisciplinární přesah a je nutné vždy zapojit více lidí. Na běžící výzkumné cíle samozřejmě podáváme přihlášky do národních i evropských projektů a hledáme alternativní zdroje financování tak, abychom byli co nejvíce nezávislí. V tomto nám významně pomáhá zejména Grantové oddělení na CEITEC VUT, jehož podporu jsem se vždy snažil naplno využít. Napsali jsme již několik úspěšných projektů, hlavně těch evropských v programu Horizon 2020.
Nedávno ses vrátil z výzkumné stáže v USA, kde jsi navázal spolupráci s Dr. Davidem Hahnem z University of Florida…
Díky Fulbrightově programu jsem mohl vycestovat na šest měsíců na Department of Mechanical and Aerospace Engineering na University of Florida. Můj aktuální výzkum se točí kolem zpracování dat (vícerozměrného spektroskopického signálu), což začíná být obrovské téma nejen v oblasti spektroskopie. Jsme stále více zahlcení důležitými i zbytečnými informacemi a výstup měření je často tak obsáhlý, že jeho zpracování zabere mnohem více času než samotné měření a příprava vzorku. Na toto téma jsme již s Dr. Hahnem publikovali článek, na dalším pracujeme. Pobyt na University of Florida pro mě byl velmi inspirující i z pohledu dalšího rozvoje naší výzkumné skupiny. Dr. Hahn je poměrně velký vizionář a v současnosti má rozběhnutý výzkum v oblasti tisku živých buněk ve 3D. To je samozřejmě silně mezidisciplinární téma a spektroskopie je pouze jednou částí celého systému. Mimochodem jeho přednáška na toto téma zazněla nedávno i na CEITEC VUT a setkala se s mimořádným ohlasem. Tato technologie je významným krokem kupředu v biologickém výzkumu a je jasným znamením, jakým směrem by se mohlo inženýrství ubírat. Tedy může být inspirací i pro nás na CEITEC, kde právě způsob spojení biologie a inženýrství je hlavním tématem.
Co plánuješ v nejbližší době? Určitě budeš navazovat nové kontakty a spolupráci…
Chystám pokračování běžících projektů, průmyslových aplikací i vývoje analytického systému ve spolupráci s AtomTrace. Za zmínku podle mě stojí i projekt RICE, který jsme podali s University of Florida a Karolinska Institutet (Švédsko) na téma využití spektroskopie v biologickém výzkumu. V mezičase, než se dozvíme výsledky této projektové žádosti, posouváme spojení analytických metod a biologického výzkumu například v projektu EXPro, na kterém spolupracujeme s paní docentkou Marcelou Buchtovou z Akademie věd. Tento projekt je inspirován výzkumem doktora Hahna a zaměřuje se na spojení spektroskopických metod a 3D tisku buněk ve výzkumu vzniku a šíření rakovinotvorných nádorů.
Autorka: Kateřina Vlková
Fotografie: Igor Šefr
Zdroj: CEITEC
