JavaScript je vypnutý

Unikátní experimentální zařízení Mgr. Michala Fárníka, Ph.D., vítěze Ceny předsedy GA ČR z roku 2014, umožňuje posouvat vědecký výzkum v oblasti nanočástic

Projekt Michala Fárníka oceněný Cenou předsedy GA ČR se zabýval solvatovanými elektrony, které vznikají při zachycení volného elektronu v prostředí kapaliny – solventu. Solvatované elektrony se účastní celé řady fyzikálních a chemických procesů a hrají v nich klíčovou úlohu. V technologiích se solvatované elektrony podílejí na důležitých procesech například při zpracování nukleárního odpadu, nebo se uplatňují v nanotechnologiích při vytváření třídimenzionálních kovových nanostruktur. Projekt Michala Fárníka se zabýval výzkumem solvatovaných elektronů, jejich vzniku, vlastností a reaktivity na velmi detailní molekulové úrovni. Výsledkem byl detailní záznam procesů reakcí se solvatovaným elektronem, které vedou například v atmosféře k ničení ozonu či k radiačnímu ničení DNA molekul v lidském těle.

Laboratoř doktora Fárníka se v této oblasti rozvíjí i po skončení oceněného grantového projektu. Experimenty, které se zde odehrávají, jsou ojedinělé i díky speciální aparatuře, kterou doktor Fárník vybudoval na základě experimentálního zařízení dovezeného z Německa. Toto zařízení získal během svého pobytu v Institutu Maxe-Plancka v německém Göttingenu a přivezl jej v roce 2005 do ÚFCH JH v Praze, při svém návratu z desetiletého zahraničního pobytu v laboratořích v Německu a USA. V České republice tak vzniklo světově ojedinělé experimentální zařízení, které umožňuje celou řadu různých experimentů s klastry a nanočásticemi. To dovoluje přímé srovnávání výsledků různých experimentů a tento multidimenzionální pohled na zkoumané nanočástice o nich přináší bezprecedentně detailní informace.

Nedávné experimenty v oblasti biologicky relevantního výzkumu týmu doktora Fárníka jednoznačně prokázaly ochranný vliv molekul vody při záchytu pomalých elektronů na biomolekulách – tento objev je relevantní z hlediska radiačního ničení DNA molekul v lidském těle. V posledních letech se celosvětově značný důraz klade na otázku vzniku života ve vesmíru. Na molekulové úrovni se tato otázka redukuje na tvorbu biomolekul v mezihvězdném prostoru, kterou skupina doktora Fárníka zkoumá na nanočasticích, jež simulují ledové a prachové částice ve vesmíru. Experimenty ukázaly, že interakcí fotonů a elektronů s nanočásticemi s deponovanými molekulami prekurzorů mohou vznikat komplexní molekuly s vazebnými motivy analogickými k DNA. Záchyt pomalých elektronů se rovněž uplatňuje v technologických procesech při nanofabrikaci. Provedené experimenty s nanopovrchy klastrů odhalily některé detaily interakce pomalých elektronů s prekurzory nanostruktur. Pochopení těchto mechanismů může vést k praktickému vylepšení dané technologie.

Základní výzkum, který je nezastupitelný pro současné i budoucí netušené aplikace ve skupině doktora Fárníka stále pokračuje a rozvíjí se. Chceme-li totiž porozumět procesům a aplikacím, které zahrnují například solvatované elektrony, neobejdeme se bez pochopení těchto procesů na detailní molekulové úrovni – bez něj zůstává i sebedokonalejší aplikovaný výzkum čistě na úrovni popisu studovaných jevů. Výsledky základního výzkumu týmu doktora Fárníka také pravidelně vycházejí v různých vědeckých publikacích.

Jolana Bartuňková