Hvězdou otevření Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů byl unikátní mikroskop

V tuzemsku nejvýkonnějším elektronovým mikroskopem se může pochlubit Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů (RCPTM), jehož budova byla dnes slavnostně otevřena v areálu přírodovědecké fakulty v Olomouci-Holici. Unikátní přístroj za 55 milionů korun vědci využijí především ke studiu nanomateriálů a jejich aplikací.

„Vysokorozlišovací transmisní elektronový mikroskop je schopen nahlédnout do struktury materiálů až na úrovni atomů a současně přesně zmapovat jejich chemické složení. Vědcům otevře dveře například do světa dvoudimenzionálních materiálů na bázi grafenu s unikátními elektrickými, mechanickými a optickými vlastnostmi,“ uvedl generální ředitel centra Radek Zbořil. Při studiu tohoto materiálu, spojeného s udělením Nobelovy ceny za fyziku v roce 2010 Andre Geimovi a Konstantinu Novoselovovi, pomůže mikroskop při identifikaci strukturních poruch nebo pochopení specifického uspořádání biomolekul na jeho povrchu.

Pomocník při výzkumu nanomateriálů

Mikroskop dovolí hlouběji prozkoumat chemickou a strukturní povahu uhlíkových kvantových teček o rozměrech několika jednotek nanometrů, které jsou díky svým fluorescenčním vlastnostem využívány například ke značení kmenových buněk. „Podobně může mikroskop přinést zásadní informace při aplikacích magnetických nanočástic jako nosičů léčiv pro cílený transport v protinádorové terapii nebo vývoji kontrastních látek pro zobrazování magnetickou rezonancí,“ doplnil Zbořil.

Obří zvětšovací lupa bude pomocníkem také v řadě ekologických nanotechnologií, které RCPTM již úspěšně komercionalizovalo. Může napovědět mnohé například i o mechanismu odstranění toxických látek ze znečištěných podzemních či odpadních vod. Díky možnosti práce za nízkých teplot dovoluje mikroskop také monitorovat uspořádání a vzájemné vazby biomolekul (například DNA, RNA) s nanomateriály.

Pro unikátní přístroj, který je díky svému vysokému rozlišení nejvýkonnější v Česku, museli vědci připravit speciální podmínky včetně stabilní teploty či vlhkosti vzduchu. „Pod přístrojem se nachází samostatný betonový blok o hmotnosti asi dvacet pět tun, aby na něj nepůsobily vibrace z okolí. Příprava místnosti stála zhruba čtyři miliony korun,“ uvedl Dalibor Jančík z RCPTM.

Jiná strategie

Jedinečný komplex technik materiálového, chemického a optického výzkumu byl vybudován v RCPTM díky podpoře z Evropského regionálního rozvojového fondu v rámci Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace. Celková dotace činila 500 milionů korun. „Toto centrum má dobře našlápnuto k tomu, aby hrálo vůdčí roli na poli vědy a výzkumu. Na přírodovědecké fakultě se navíc podařilo vybudovat studijní obory, které mohou vychovávat budoucí pracovníky centra,“ řekl rektor Miroslav Mašláň.

Podle Zbořila stojí centrum na pěti pilířích, jimiž jsou mimořádné vědecké osobnosti, internacionalizace, silná a vzájemná vazba mezi základním a aplikovaným výzkumem, zapojení mladých vědců a dobře zvolená výzkumná témata. „Právě touto strategií, jejímž cílem je udržitelnost centra, se naše pracoviště odlišuje od jiných výzkumných a vědeckých center v tuzemsku,“ soudí Zbořil.

Vědci z 11 zemí

V nové budově působí přibližně stovka vědců z 11 zemí, například USA, Izraele, Německa, Itálie, Řecka nebo Singapuru. Některé laboratoře jsou zcela unikátní v evropském i světovém měřítku. Průměrný věk vědeckých pracovníků je 33 let.

RCPTM bylo založeno v roce 2010 a v jeho řadách působí řada významných osobností současné vědy. Patří k nim mimo jiné profesor Pavel Hobza, laureát ocenění Česká hlava 2008, či profesor Radek Zbořil, který získal v roce 2011 Cenu ministra školství. „Centrum spolupracuje a pravidelně publikuje výsledky ve spolupráci s více než třemi desítkami nejprestižnějších světových pracovišť včetně Cornell University, University of Cambridge nebo University of Tokyo,“ uvedl vědecký ředitel RCPTM Ondřej Haderka.

Pracovníci centra se podílí také na řešení mezinárodních projektů v 7. rámcovém programu EU zaměřených například na aplikace nanotechnologií v čištění podzemních vod nebo projektů směřujících k pochopení podstaty některých vysokoenergetických částic (CERN-ATLAS – výzkum podstaty hmoty na urychlovači LHC, Pierre Auger Observatory – výzkum ultravysokoenergetického kosmického záření).

Uplatnění v praxi

Vědci z dnes již světově uznávaného pracoviště také navrhli, patentovali a úspěšně poskytli ke komerčnímu využití několik technologií. Zmínit lze například podíl na vývoji velkokapacitní výroby nanoželeza, které se dnes již běžně používá k sanacím podzemních vod kontaminovaných zejména chlorovanými uhlovodíky na desítkách lokalit v ČR i Evropě. Také Mössbauerovy spektrometry vyvinuté v RCPTM nebo celooblohové kamery vyvinuté ve spolupráci RCPTM a Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR pracují na desítkách lokalit po celém světě včetně Jihoafrické republiky, Švédska, Velké Británie, Německa, Namibie, Mexika nebo USA.

Podle profesora Hobzy ale nesmí centrum rezignovat na špičkový základní výzkum. „Je třeba dělat strategická rozhodnutí. Tím zásadní je provádět excelentní základní výzkum, na nějž se naroubuje výborný aplikovaný výzkum. V tuto chvíli není v tuzemsku příliš ústavů, které by tuto strategii naplňovaly tak dobře jako Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů,“ uvedl Hobza.