facebooktwittergoogleinstagram

Věda a výzkum

Portál Vědavýzkum.cz - Nezávislé informace o vědě a výzkumu

IOCB Tech, s.r.o. - hlavní partner portálu Vědavýzkum.cz

Hlavní partner portálu
facebooktwittergoogleinstagram

Zlatá nanolupa

23. 10. 2020
Zlatá nanolupa

Před pár lety bylo nano všude: nanomateriály, nanonátěry čistící vzduch, nanoroboti… Teď slýcháme o nanorouškách. Kam se ale poděl zbytek? „Nano nezmizelo, spíše nám jen zdomácnělo,“ říká Vladimíra Petráková, vědkyně zkoumající nové nanomateriály.

50168943201 382fc65155 z

„Aplikace a výzkum nových nanomateriálů a nanotechnologií jsou stále širší, jen se o tom v médiích píše jako o ‚novém materiálu či technologii‘ a nikdo se už nepozastavuje a v titulcích nevyzdvihuje měřítko nano.“ Podobně „trendy“ jako kdysi nano jsou dnes sousloví umělá inteligence a strojové učení.

Nano před pár lety slibovalo revoluci v mnoha oborech, protože nanoměřítko přináší zcela nové vlastnosti materiálů. Jinak řečeno: běžně známé látky se v nanorozměrech chovají jinak, nečekaně. To vyvolalo obrovské nadšení a očekávání. „Podobně jako kosmonautika – také jsme si po prvním kroku Armstronga mysleli, že během pár let budeme na Měsíci bydlet. To se samozřejmě nestalo, ale místo toho máme třeba GPS systémy, které ovlivnily život všech lidí na Zemi,“ nachází paralely Petráková.

Bylo, je a bude

Nanočástice prachu a dalších látek tu jsou od nepaměti. „Jen dříve jsme je kvůli nedostatku technologií neviděli a nemohli s nimi nijak pracovat,“ komentuje Petráková. Lidské tělo si tak s „přirozenými“ nanočásticemi umí poradit, problematické ale mohou být „nové“, člověkem vyrobené materiály, například plasty. „Člověk za týden vypije a sní přibližně pět gramů mikroplastů, což odpovídá hmotnosti platební karty,“ uvádí Tomáš Cajthaml z Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR a Univerzity Karlovy. Tyto větší částečky, které něco váží, by neměly působit větší problémy, člověk je vyloučí. Problematické ale mohou být nanoplasty, které se v nás pravděpodobně kumulují a ovlivňují buňky našeho těla. „Navíc se ukazuje, že nanoplasty na sebe mohou vychytávat nejrůznější chemikálie, třeba pesticidy, a tedy je v našem těle koncentrovat,“ doplňuje Cajthaml.

Podobně toxické mohou být například i nanospaliny vznikající činností dieselových motorů. Nanotoxikologii, jak se oboru zkoumajícímu dopady nanočástic na organismy i životní prostředí říká, se dnes věnuje mnoho vědců po celém světě. A právě tato neznalost a možná zdravotní rizika spojená s nanočásticemi brzdí masivnější rozvoj nanomateriálů a nanotechnologií. I když se zatím zdá, že cíleně vyráběné nanočástice a nanomateriály jsou bezpečné.

Od diamantů ke zlatu

Vladimíra Petráková se k výzkumu nanomateriálů dostala náhodou. „Vždy jsem si vybírala projekty spíše podle vedoucích. A při výběru Ph.D. studia mě zaujal vědec, který se věnoval nanodiamantům,“ popisuje začátek svého vědeckého zájmu. „Jen během postdoktorátu v Berlíně jsem od diamantů přešla ke zlatu,“ směje se mladá vědkyně. Aktuálně si zakládá vlastní výzkumnou skupinu. „Chci pomocí nanočástic zlata manipulovat se světlem,“ shrnuje ambiciózní projekt, který by mohl pomoci například v biologii.

„Nanočástice zlata chceme využívat jako lupu, která zvětší obraz jednotlivých podjednotek proteinů a umožní nám je pozorovat s větším rozlišením,“ vysvětluje. V lidském těle je přes 100 tisíc různých proteinů. Ty se ale skládají jen z 21 aminokyselin, „základních kostiček lega“, které dávají vzniknout všem proteinům. Jejich různorodá funkce je daná prostorovou strukturou.

„Když něco v organismu nefunguje, často se to odrazí právě ve struktuře proteinů, a to zatím neumíme pozorovat v přirozeném prostředí buněk,“ popisuje limity současného poznání. Zlatá nanolupa by s tím mohla pomoci. Pokud bychom věděli, jak tyto procesy fungují, můžeme objasnit například vznik onemocnění nebo najít vhodnou léčbu. „Zatím je to ale jen úplně nový koncept, k praktickému využití to bude ještě dlouhá cesta,“ shrnuje Petráková.

„Česko je nano“

Tak zní slogan Asociace nanotechnologického průmyslu ČR, která sdružuje české firmy z nejrůznějších odvětví využívající nanotechnologie ve svém podnikání. Asociace má v současné době 36 členů a jejím cílem je reprezentovat zájmy českých nanotechnologických firem a výzkumu na národní a světové úrovni. Kromě toho se podílí na řadě popularizačních a vzdělávacích aktivit.

 

 logo H

 

 

 Autorka: Pavla Hubálková

Článek vyšel na webu a v tištěném vydání Týdeníku Hrot

 


Vladimíra Petráková

Vystudovala biomedicínské inženýrství na ČVUT a Fyzikálním ústavu AV ČR. Tři roky strávila jako Humboldt fellow na Svobodné univerzitě v Berlíně. Od loňského roku působí v Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR, kde díky prestižní podpoře Prémie Lumina zakládá vlastní výzkumnou skupinu. Je matkou čtyř dětí.