Peter Boháč: Proti chémii netreba bojovať. Chémia, ako aj celá príroda, sa riadi základnými pravidlami, ktoré treba pochopiť

Peter Boháč na Ústave anorganickej chémie SAV skúma hybridné materiály. Podľa neho predstavujú chémiu 21. storočia. “Rád si predstavujem veci okolo mňa ako zhluk molekúl. Napríklad pri pohľade na rieku si predstavujem, ako sa tam hmýria molekuly vody, pri pohľade na papier si predstavujem vlákna polysacharidov, či pri pohľade na keramický nôž amorfnú formu oxidu zirkoničitého. Pri takomto pohľade na svet si človek začne uvedomovať všadeprítomnosť a dôležitosť chémie.”

Environmentálna chémia: Blízky vzťah k ochrane životného prostredia

Prečo ste si na ďalšie pôsobenie a kariéru vybrali jeden z najmenej obľúbených stredoškolských predmetov – chémiu?

Chémia ma bavila už na základnej škole. Veľmi ma bavili experimenty v laboratóriu a to, že chemické reakcie sa riadia určitými zákonmi a pravidlami, ktorým keď človek porozumie, vie si rôzne poznatky vydedukovať. Toto bol pre mňa veľký rozdiel oproti mnohým predmetom, či už z oblasti humanitných vied, ale aj prírodných vied typu biológia, ktoré sú založené predovšetkým na memorovaní. Zlom však pre mňa nastal pri výbere strednej školy, kde som začal študovať environmentálnu chémiu, v čom som pokračoval aj na vysokej škole. Vždy som mal blízky vzťah k ochrane životného prostredia a chémia je jedným zo základných kameňov boja proti znečisťovaniu životného prostredia, či v boji proti klimatickým zmenám.

Takže zlom nastal u Vás na strednej škole. 

Na strednej škole som študoval odbor chémia – monitorovanie životného prostredia. Veľa času sme trávili v laboratóriu, čo ma nesmierne bavilo. Na strednej škole som zistil, že ma viac baví anorganická a analytická chémia. Naopak, organická chémia a biochémia ma až tak neoslovili a zostalo mi to doteraz, aj keď niekedy musím trochu dobiehať resty. Toto malo neskôr zásadný význam pri výbere môjho výskumného zamerania.

Ako teda k tomu došlo?

V mojom prípade to šlo tak pomerne prirodzene a plynule. Mal som veľké šťastie na pedagógov na všetkých stupňoch vzdelávania.  Na základnej škole to bola pani Mgr. Soňa Kenderová, ktorá vo mne prebudila vášeň pre chémiu. Následne ma na strednej škole pani laborantka Lenka Čimborová naučila doslova užívať si prácu v laboratóriu. Najväčší vplyv na výber kariéry však mali dvaja ľudia na vysokej škole na FPV UMB v Banskej Bystrici. Moja školiteľka doc. RNDr. Zuzana Melichová, PhD a doc. RNDr. Miroslav Medveď, PhD. Vďaka nim som začal chémii naozaj rozumieť a prvýkrát som začal uvažovať o vedeckej kariére. Dovtedy som si vždy myslel, že budem pracovať niekde v súkromnom, alebo štátnom sektore.

Musím spomenúť aj to, že moje vedecké smerovanie v súčasnosti formuje predovšetkým môj kolega, prof. RNDr. Juraj Bujdák, DrSc., ktorý je takým mojím mentorom a vzorom.

Hybridné materiály sa uplatnia v medicíne i fotonike 

Pôsobíte na Ústave anorganickej chémie SAV. Čomu sa tam venujete?  

Venujem sa príprave a štúdiu hybridných materiálov na báze vrstevnatých kremičitanov a organických molekúl, predovšetkým organických farbív. Takéto materiály si nachádzajú uplatnenie v oblastiach ako medicína, ochrana životného prostredia, fotonika a mnohých iných. Vo svojom výskume sa zameriavam predovšetkým na základný výskum. To znamená, že študujeme, aké typy interakcií prebiehajú pri procese prípravy hybridných materiálov a ako tieto interakcie ovplyvňujú výsledné vlastnosti materiálov. Tieto poznatky následne uľahčujú prácu ľuďom, ktorí už vyvíjajú materiály pre konkrétne aplikácie, pretože sa už nemusia prácne snažiť pochopiť javy a deje, ktoré sa počas interakcií dejú a vďaka tomu už vedia predvídať výsledné vlastnosti materiálov, ktoré pripravujú.  

Na vlaňajšej Noci výskumníkov ste prednášali o hybridných materiáloch, ktoré spomínate. Môžete ich bližšie predstaviť?

Ide o kompozitné materiály na molekulovej úrovni. Príklad bežného kompozitného materiálu je napríklad železobetón. Práve kombinácia betónu so železnými tyčami umožňuje z toho materiálu stavať napríklad výškové budovy. Funguje to však iba vtedy, keď ich skombinujeme. Rovnako tak fungujú hybridné materiály, ale v ich prípade kombinujeme jednotlivé molekuly. Väčšinou kombinujeme anorganické molekuly, ktoré predstavujú nosič s organickými, ktoré nesú nejakú funkčnú vlastnosť – napríklad fluorescenciu. Kombináciou týchto zložiek môže vznikať materiál, ktorého vlastnosti sú nie len kombináciou vlastností pôvodných zložiek, ale jeho vlastnosti ich ďaleko prevyšujú, a to aj napriek tomu, že jednotlivé komponenty si v hybridných materiáloch zachovávajú svoje molekulové štruktúry.

Venujem sa príprave a štúdiu hybridných materiálov na báze vrstevnatých kremičitanov a organických molekúl, predovšetkým organických farbív. Takéto materiály si nachádzajú uplatnenie v oblastiach ako medicína, ochrana životného prostredia, fotonika a mnohých iných.

Spomínaná prednáška mala vzletný podnázov – Chémia 21. storočia. Čo to znamená?

Možno to bol trochu odvážny názov, ale skutočne sa jedná o chémiu 21. storočia. Štandardne chémiu delíme na anorganickú a organickú. To však neznamená, že anorganické látky nemôžu s organickými interagovať. Prvé práce o hybridných materiáloch pochádzajú už z 20. rokov minulého storočia. Ich výskum však doslova explodoval na prelome milénií. V súčasnosti sa pripravujú čoraz zložitejšie materiály s vlastnosťami, o ktorých by sa nám pri štandardnom pohľade na chémiu ani nesnívalo. Stretávame sa s nimi všade od fotoniky, energetiky, cez medicínu, ochranu životného prostredia, konštrukčné materiály, či materiály pre automobilový, či letecký priemysel, obalové materiály pre potraviny a na mnohých iných miestach. Prípravu hybridného materiálu si môžeme predstaviť ako skladačku lego, kde máme na výber obrovské množstvo základných lego kociek – v našom prípade molekúl, ktoré vieme rôzne spolu spájať a snažiť sa ich usporiadať tak, aby sme dosiahli požadované vlastnosti. Toto všetko vieme robiť najmä vďaka pokrokom v technológiách a vďaka vedomostiam, ktoré základným výskumom nazhromaždili naši predchodcovia. O hybridných materiáloch ešte budeme veľa počuť.

Prípravu hybridného materiálu si môžeme predstaviť ako skladačku lego, kde máme na výber obrovské množstvo základných lego kociek – v našom prípade molekúl, ktoré vieme rôzne spolu spájať a snažiť sa ich usporiadať tak, aby sme dosiahli požadované vlastnosti.

Chémia je všade. A nie je to zveličovanie 

Prečo by ste odporúčali študovať chémiu aj iným?

Keď sa povie, že chémia je všade, vôbec to nie je zveličovanie. Čokoľvek zoberieme do ruky, či už človekom vyrobené, alebo prírodné, má to nejaké chemické zloženie – je to teda chémia. Chémia nie je iba jeden odbor, ale delí sa na mnohé iné – ako sú: analytická, anorganická, organická, fyzikálna, jadrová, materiálová, environmentálna, kriminalistická, biochémia a mnohé iné. Vďaka tomu chémia ponúka obrovskú škálu možností, ako sa uplatniť vo vami vybranej sfére.

A prečo si zvoliť kariéru chemika vo vedeckej sfére?

Boli, sú, aj budú to chemici, ktorí zohrávajú jednu z hlavných úloh pri formovaní tohto sveta a ľudskej spoločnosti.

V súčasnosti čakajú ľudstvo výzvy ako boj s klimatickými zmenami, znečisťovaním životného prostredia, s novými chorobami, potreba efektívnejšej produkcie a efektívnejšieho využívania energií, dobývanie vesmíru a mnohé ďalšie. Toto sú výzvy a problémy, na ktorých pracujú súčasní chemici.

Rád si predstavujem veci okolo mňa ako zhluk molekúl. Chémia je všade, riadi sa základnými pravidlami ako príroda.

Ako si chémiu zamilovať?

Proti chémii netreba bojovať. Chémia, tak ako koniec koncov celá príroda, sa riadi základnými pravidlami, ktoré je potrebné snažiť sa pochopiť. Následne vám začne chémia dávať zmysel a sama odhaľovať svoje tajomstvá. Ja si niekedy rád predstavujem veci okolo mňa ako zhluk molekúl. Napríklad pri pohľade na rieku si predstavujem, ako sa tam hmýria molekuly vody, pri pohľade na papier si predstavujem vlákna polysacharidov, či pri pohľade na keramický nôž amorfnú formu oxidu zirkoničitého. Pri takomto pohľade na svet si človek začne uvedomovať všadeprítomnosť a dôležitosť chémie.

Dôležité je však uvedomiť si, že chémia nie je mŕtva veda. Objavy Marie Curie Sklodowskej, Jakoba Berzeliusa či Antoina Lavoisiera nám poskytli poznatky o základných princípoch chémie. To však nie je koniec, ale naopak, začiatok chemického poznania.  Na základe ich poznania sa chémia vyvíja tempom, ako nikdy predtým. A je vzrušujúce byť pri tom.

foto: archív P. Boháča

 

Na záver Vás prosíme o podporu našej organizácie 2% z Vašej zaplatenej dane. Ďakujeme! Návod, ako na to, nájdete tu. 

A tiež sa môžete pridať na odber nášho newslettra,  v ktorom príležitostne zasielame odkazy na naše zaujímavé články