Jan Macák: Možnosti nanomateriálů jsou fascinující

Jan Macák (vlevo nahoře) vede na CEITEC VUT výzkumnou skupinu Pokročilé nízkodimenzionální materiály

Na Fakultě chemicko-technologické Univerzity Pardubice řeší Jan Macák v rámci ERC grantu vývoj nového typu solárních článků za využití nanotrubic z oxidu titaničitého. Na CEITEC VUT na tento výzkum navazuje a svůj záběr rozšiřuje o další nízkodimenzionální materiály.

V roce 2015 jste uspěl v soutěži Evropské výzkumné rady (ERC) a získal pětiletý grant v hodnotě 45 milionů korun. Čeho se týkal oceněný projekt?

Jsem materiálový vědec a celou svou kariéru se zabývám přípravou materiálů za použití elektrochemie. Konkrétně pracuji především s nanotrubicemi z oxidu titaničitého. Jsou to takzvaně jednodimenzionální nanomateriály, protože mají jeden rozměr, a to délku trubic, mimo nano měřítko. Ostatní rozměry, jako například průměr trubic a tloušťka stěn, jsou v nanometrech. Každou trubici si lze představit jako jedno brčko. Všechny trubice dohromady tvoří soustavu miliard brček, které jsou velmi pravidelně uspořádané, mají obrovskou plochu a také vnitřní objem.

To můžeme efektivně využít pro ukládání jiných materiálů dovnitř trubic a jejich aktivní využívání v aplikacích, kde je velká funkční plocha materiálů klíčová, například v katalýze. Já se snažím různými metodami do těchto trubic vložit funkční materiály, které například pohlcují světlo. Můj ERC projekt se konkrétně zaměřuje na vytvoření nového konceptu solárního článku, jenž využívá vnitřky nanotrubic pro uložení takzvaných chromoforů. Tyto látky fungují stejně jako chlorofyl v přírodě. Tedy pohlcují sluneční světlo a přeměňují ho na energii.

Grant je do roku 2020. Co Vás v posledním roce projektu čeká?

Momentálně doděláváme koncept a v příštím roce budeme předkládat demonstrační solární článek. Výhoda článků s nanotrubicemi z oxidu titaničitého je, že zužitkovávají větší porci slunečního světla na jednotku plochy solárního článku. Tím pádem lze získat při správném designu a funkčnosti celého článku i více elektrické energie.

Na CEITEC VUT vedete výzkumnou skupinu Pokročilé nízkodimenzionální materiály. Překrývá se nějak práce skupiny s tím, co řešíte v rámci ERC grantu?

Mezi nízkodimenzionální materiály patří kromě zmíněných nanotrubic například i různá nanovlákna, nanodrátky a nanočástice. Vybavení CEITEC VUT nám umožňuje tyto materiály jednak připravovat, pak také různě modifikovat, a nakonec charakterizovat. To je to, v čem se má práce v Brně a v Pardubicích do určité míry překrývá.

Na CEITEC VUT vyrábíme stejné materiály, ale rozvíjíme je dál a jinak. Nejvíce nás zajímají biologické aplikace, které jsou velmi zeširoka řešeny i ostatními skupinami na CEITEC. V Pardubicích máme zařízení na depozice atomárních vrstev, což je klíčová technologie, která nám umožňuje materiály velmi efektivně modifikovat. Umíme díky tomu vytvářet funkční tenké vrstvy, jejichž využití je pak velmi široké. Na CEITEC řešíme použití těchto funkčních vrstev v senzorech či v lithiových bateriích.

Děláte tedy základní nebo aplikovaný výzkum?

Věnujeme se obojímu. V rámci základního výzkumu materiály navrhujeme, vyvíjíme a charakterizujeme. Ve spolupráci s konkrétními partnery je pak v aplikovaném výzkumu dolaďujeme a přizpůsobujeme pro dané využití. Tomu odpovídá i pestré portfolio projektů, které řešíme, nebo se je snažíme aktuálně získat.

Působíte jak v Pardubicích, tak v Brně. Je CEITEC VUT v něčem specifický?

V první řadě je tu mimořádně silná infrastruktura charakterizačních technik. Odborníci z našich článků poznají, že máme možnost využívat opravdu špičkové vybavení. Díky tomu můžeme například udělat velmi kvalitní mikroskopické obrázky a ozdobit tím naše publikace. Hlavní je ale to, že je zde špičkový personál a vysoká míra efektivní interdisciplinární spolupráce. Protože můžete mít sebekvalitnější stroje, ale bez lidí s nimi neuděláte nic. Lidé jsou klíčoví. Je radost spolupracovat s mnoha aktivními skupinami, které na CEITEC působí.

Vaše skupina na CEITEC je velmi mezinárodní. Jak se Vám dařilo nalákat odborníky ze světa právě do Brna?

Nechci, aby to znělo nějak nabubřele, ale funguje to vcelku samo. Když se ve svém oboru dostanete na určitou úroveň, tak o vás a vaší práci lidé ví, nebo se o ní dočtou a nadchne je to. A když pak vyvěsíte inzerát, že hledáte odborníky do své skupiny, tak na to reagují a hlásí se. Vždycky se snažím vybrat ty nejlepší z nejlepších. A když to děláte pár let, tak si vytvoříte síť, která už pak funguje sama. Lidé z mého týmu sami chodí s tím, že mají bývalého kolegu nebo známého, kteří by se k nám mohli hodit. Já si s těmi lidmi zavolám, pobavím se s nimi, a když jsou dobří, tak je vezmu. Obvykle velmi rychle nasají atmosféru skupiny a pustí se do práce s velkou vervou.

Je velké nasazení při práci ve Vaší skupině potřeba?

Lidé, kteří jsou pohodlní a mají rádi svůj klid, se do mé skupiny nehlásí. Protože by se dostávali pod tlak. Neřekl bych, že je práce ve skupině stresující, ale určitě je náročná z hlediska tempa a energie. My bojujeme proti Číně, Taiwanu, Koreji. Nechceme usnout na vavřínech a snažíme se držet krok s těmi nejlepšími. Jak z pohledu toho, kde publikujeme, tak tím, co děláme. A k tomu potřebuju lidi, kteří opravdu makají, nebojí se tady být dvanáct hodin denně a třeba přijít i o víkendu.

Daří se Vám takové lidi sehnat?

Pokud bych hledal kandidáty jen v Česku, tak by to bylo těžší. Řada lidí totiž nemá o takové tempo zájem. Chtějí mít pravidelnou pracovní dobu, jednou za měsíc dostat výplatu a mít klid. Ale ve světě je hodně lidí, kteří mají chuť na sobě pracovat a mají to třeba i díky svému původu jinak nastavené. I proto mám tým mezinárodní. Protože se navzájem doplňujeme. Každý má jiné zkušenosti, jiné zázemí. To vytváří ohromně zajímavý mix lidí a kultur.

Nezabírá Vám pak většinu času jen slaďování a řízení týmu?

Určitě je to náročnější, ale jen zdánlivě. Z hlediska vedoucího skupiny je totiž mnohem snazší a příjemnější řídit lidi, kteří mají zájem a komunikují, než tým demotivovaných, kteří jdou v půl páté domů a do práce chodí jen proto, že něco dělat musí. Kdo navíc pracuje dobře, má možnost podívat se do světa, rozšířit si obzory. Máme spoustu spolupracujících pracovišť, jezdíme na konference.

Máte pocit, že se úroveň českých vědců a jejich motivace zlepšuje?

To rozhodně ano. Mladá generace vědců mezi dvaceti a třiceti lety je obecně motivovanější a ambicióznější. Mám kolegy, kterým ještě nebylo ani třicet a mají neskutečný tah na branku. Navíc zrovna prostředí CEITEC je natolik stimulující, že je nutí makat. Místní personál tomu dokáže vtisknout určitou kvalitu a my, jako vedoucí vědečtí pracovníci, máme velkou výhodu. Můžeme se spolehnout, že jsou například zdejší studenti velmi dobře zaškoleni od zdejšího personálu. Nemusíme pak ztrácet čas tím, že bychom je učili obsluhovat konkrétní stroje. Můžeme rovnou vyvíjet různé materiály a řešit výzkumné problémy.

Spolupracujete s jinými výzkumnými skupinami v rámci CEITEC VUT?

Snazší by bylo vyjmenovat ty, se kterými nespolupracujeme. Dokonce se řada skupin a kolegů hlásí sama, což je skvělé. Míváme společné výjezdy, kde se blíže poznáváme, a je tu opravdu skvělá parta lidí. Se všemi se tak velmi dobře spolupracuje.

A na jakých konkrétních projektech nyní v rámci skupiny Pokročilé nízkodimenzionální materiály pracujete?

Rozvíjíme naše nanomateriály v různých odvětvích. Z hlediska aplikovaného výzkumu máme letos první větší úspěch v podobě přijetí projektu Zéta (Technologické Agentury ČR) pod vedením Martiny Říhové z mého týmu, který realizujeme společně s kolegyní Lucy Vojtovou a ve spolupraci se společností Pardam s.r.o. V rámci tohoto projektu vyvíjíme vlákna pro dermatologické aplikace. Měla by pomoci řešit například problémy s akné či hydrataci kůže.

Kolegyně Siow Woon Ng z mého týmu pracuje na výzkumu TiO2 nanotrubic a bude nyní podávat projekt na přípravu velmi aktivních nosičů katalýzátorů. Myslím si, že má velkou šanci uspět. Šikovní jsou také mí doktorandi, kteří pracují na podobných materiálech a aplikacích, a kteří nedávno získali také své studentské projekty na CEITEC. I já sám mám samozřejmě podané určité projekty, protože se snažíme zajistit dostatek prostředků a spoluprací, aby byla skupina dlouhodobě udržitelná.

 

Autorka: Zuzana Pospíšilová

Zdroj: CEITEC