V květnu letošního roku byl zahájen projekt „Experimentální a teoretické studie luminoforů s chirálními uhlíkovými tečkami emitující blízké infračervené záření“ podpořený programem Global Experts Moravskoslezského kraje. Přinášíme vám rozhovor s profesorem Andreyem Rogachem, excelentním vědcem, který přinese know-how své výzkumné skupiny do ostravského superpočítačového centra IT4Innovations.

 

Andrey Rogach je světově uznávaný odborník na nanomateriály vyzařující světlo. Vystudoval chemii na Běloruské státní univerzitě (doktorát v roce 1995). Poté působil v Německu na Hamburské univerzitě (1995–2002) a na Mnichovské univerzitě (2002–2009), a také v Irsku na Trinity College Dublin. Na Mnichovské univerzitě se habilitoval v oboru Fyzika a od roku 2009 působí na City University of Hong Kong. Je autorem více než 500 vědeckých publikací, s h-indexem 137. Je zahraničním členem prestižní evropské vědecké asociace Academia Europaea.

          

Jak dlouho se zabýváte výzkumem luminoforů?

Luminofory zkoumám od začátku 90. let, tedy asi 30 let. Zkoumám nanomateriály, přičemž ty které vyzařují světlo, jsou označovány jako „luminofory“. V projektu „Experimentální a teoretické studie luminoforů s chirálními uhlíkovými tečkami emitující blízké infračervené záření“ budeme studovat takzvané uhlíkové tečky, což je jen jiný název pro uhlíkové nanočástice, které dokáží emitovat světlo. Na tomto tématu jsem začal pracovat již v roce 2012 v Hongkongu. Doposud jsme publikovali více než desítku článků o těchto materiálech, z nichž některé jsou mimořádně citované. Naše spolupráce s Michalem Otyepkou z VŠB-TUO začala v roce 2013, proto když mi nyní nabídl účast v projektu Global Experts, s radostí jsem přijal.

Můžete vysvětlit, proč se zajímáte o luminofory a uhlíkové tečky?

Luminofory představují širokou škálu materiálů, které mohou emitovat světlo. Váš mobilní telefon je skvělým příkladem toho, proč lidé materiály vyzařující světlo potřebují. Můžete vidět displej a barvy, protože vyzařují světlo. Proto lidé vyvíjejí tyto materiály, jmenujme např. mobilní telefony, obrazovky počítačů a velké displeje.

Uhlíkové tečky jsou zajímavé tím, že jsou velmi bezpečné a šetrné k životnímu prostředí, zatímco spousta jiných materiálů by mohla, přestože mají dobré světlo emitující vlastnosti, obsahovat toxické chemické prvky. Na druhou stranu jsou uhlíkové tečky velmi bezpečné. Uhlík je všude a uhlíkové tečky se snadno vyrábějí.  

Jak se uhlíkové tečky vyrábějí?

Nejjednodušší způsob výroby uhlíkových teček je vzít kus papíru a zapálit ho; spálí se a změní se na černou barvu, což je uhlík. Když ho pak vložíte do vody a protřepete, získáte malé částečky, uhlíkové tečky. Toto je samozřejmě zjednodušení skutečného postupu. Uhlíkové tečky se obvykle vyrábějí v laboratořích chemickými reakcemi. Zahřejete nějaké prekurzory obsahující atomy uhlíku a dusíku; tento proces se nazývá karbonizace, a získáte malé nanočástice rozptýlené v nějakém rozpouštědle, například ve vodě. A tyto nanočástice mohou vyzařovat světlo různých barev. Jednou z výhod uhlíkových teček je, že je lze velmi snadno a levně vyrobit. Můžeme je vyrobit z mnoha různých zdrojů/prekurzorů.

I z lidí?

Ano, například z vlasů. Spálíte-li vlasy, získáte uhlíkové tečky.

Můžete nám říct více o svých vědeckých cestách po světě? Strávil jste mnoho let na univerzitách v Německu a Hongkongu a nyní jste přijel k nám do Česka. Je podle vás pro vědce důležité cestovat, poznávat různé výzkumné týmy, oblasti, kultury a sdílet poznatky?

Je to součást zábavy, kdy vědci vzájemně komunikují a poznávají různá místa. Je to skutečně velmi vzrušující součást naší práce. Účastníme se konferencí, potkáváme zajímavé lidi a navazujeme spolupráci. Například já jsem experimentátor (chemik a fyzik) a Michal Otyepka je počítačový chemik/fyzik. Potřebujeme se navzájem, protože náš výzkum se vzájemně doplňuje. A díky programu Global Experts můžeme nyní ve spolupráci pokračovat a posílit tak výzkum luminoforů s uhlíkovými tečkami na nadnárodní úrovni. Výzkumný tým zde v regionu je velmi silný, zdejší výpočetní výzkum je na světové úrovni, proto bude naše spolupráce velmi přínosná.

Na co se v rámci projektu, na kterém budete na VŠB-TUO pracovat, nejvíce těšíte?

Uhlíkové tečky jsou intenzivně studovány již téměř 20 let, a to různými skupinami po celém světě. My se zaměříme na jeden konkrétní směr související s těmito materiály. Chceme, aby vyzařovaly blízké infračervené světlo. Když se mluví o světle, lidé si většinou představí takzvané viditelné světlo, díky kterému se navzájem vidíme. Já teď před sebou vidím například váš černý svetr nebo zelenou šňůrku, ale infračervené světlo očima nevidíme. Blízké infračervené světlo však může proniknout naší kůží a může být využito v biologických aplikacích ke studiu něčeho uvnitř našeho těla. Uhlíkové tečky vyzařující blízké infračervené světlo mohou být použity jako tzv. štítky, které můžeme vpravovat do našeho těla. Mohou být použity např. ke zkoumání nových léků, abychom věděli, kam přesně se lék v našem těle dostane, např. na místo rakoviny. Luminofory vyzařující blízké infračervené záření mají mnoho důležitých předpokladů pro aplikace v reálném životě.

Děkujeme za rozhovor a vítáme vás v IT4Innovations!

Vždy se rád vracím do Evropy. Mám již více než desetileté zkušenosti s prací a publikováním s kolegy z České republiky, takže se těším na spolupráci s vědci z VŠB-TUO a na to, že přispějeme k proměně Moravskoslezského kraje.

 

 

    

Autor ilustračního obrázku: Martin Pykal