Pojem nanotechnologie je úzce spojen s vývojem nových materiálů i technologií budoucnosti. Ve Středoevropském technologickém institutu (CEITEC) v Brně jejich výzkum vede Tomáš Šikola. Výsledky jeho skupiny se loni dostaly na stránky prestižního časopisu Nature Nanotechnology a slibně vypadá i výzkum nového materiálu - grafénu. Pro vědce tento materiál představuje naději, že jej půjde využít místo křemíku ke konstrukci extrémně rychlých procesorů.
* HN: V poslední době mnoho lidí vkládá velké naděje do výzkumu nového materiálu grafénu (plochého krystalu uhlíku o tloušťce jednoho atomu, který vypadá jako průhledná platební karta, pozn. red.). Pro jaké využití ho zkoumáte vy?
V našem ústavu zkoumáme grafén z hlediska jeho využití pro přípravu elektronických nanosoučástek, které umožňují řídit velmi malé proudy vnějším elektrickým napětím. Dále pak zkoumáme tento materiál v kombinaci s kovovými nanostrukturami pro oblast nanofotoniky a přeměny sluneční energie na elektrickou energii. Konkrétně pro detektory světla, sluneční články a podobně. Grafén využíváme rovněž pro výzkum jeho využití v oblasti senzorů. Například senzorů vlhkosti a potenciálně i senzorů různých plynů. O dalších aplikacích uvažujeme.
* HN: O nanotechnologiích a nanomateriálech se hodně mluví v souvislosti s budoucností a pokrokem. Kde ale v dnešní době už můžeme vidět jejich aplikace?
Jedná se třeba o odvětví elektroniky a fotoniky, kde se nanomateriály a nanostruktury používají pro výrobu polovodičových laserů - například laserové ukazovátko. Další uplatnění je u speciálních fotodiod (citlivých detektorů, pozn. red.) a v oblasti záznamových médií - například magnetické paměti či čtecí hlavy. Jedná se i o odvětví chemie, kde se nanočástice mohou uplatnit při zvyšování samočistících účinků nátěrů. V oblasti strojírenství se pak nanomateriály používají pro zlepšení mechanických vlastností. Velmi slibně se rozvíjí aplikace v oblasti biomedicíny, zejména diagnostiky, kde pomocí nanočástic a jiných nanostruktur lze oproti klasickým metodám detekovat látky o velmi malých koncentracích. Lze tak s předstihem zjistit raná stadia závažných onemocnění. Začíná se rovněž rozvíjet uplatnění nanočástic v oblasti léčby. Jedná se zejména o takzvanou cílenou dopravu účinných látek do postižených částic lidského těla, která je výrazně účinnější a šetrnější k organismu.
* HN: Jak vypadá studium nanotechnologií - jsou to spíše fyzikální vzorce, nebo pokusy v laboratoři?
Pro pochopení principů nanotechnologií je třeba mít bezesporu solidní základy z matematiky, fyziky i chemie. Nicméně oblast nanotechnologií je značně široká a může si v ní najít své místo osoba jak teoreticky, tak i prakticky zaměřená. Všeobecně se dá říci, že převažují experimentálně laděné studentské práce a projekty.
* HN: Pracují čeští studenti nanotechnologií v mezinárodních týmech?
Ano. Třeba studenti oboru Fyzikální inženýrství a nanotechnologie vyjíždějí během svého magisterského studia na půl roku na zahraniční univerzity, kde pracují ve výzkumných týmech na projektech, které zpravidla tvoří i část jejich diplomových prací. Náklady jsou hrazeny z programu Erasmus. Doktorandi z nanotechnologických oborů zpravidla absolvují zahraniční stáže v partnerských týmech ze zahraničních univerzit nebo výzkumných institucí.
* HN: Jak výzkumné centrum CEITEC rozproudilo výzkum nanotechnologií a nanomateriálů v Brně?
Výzkumné týmy se začaly díky centru systematicky zabývat výzkumem v této oblasti. Projekt EU spojený s tímto centrem jednak zajišťuje peníze na vybudování speciálních laboratoří vybavených potřebnými moderními přístroji, jednak umožňuje vychovávat talentované mladé vědecké pracovníky. V neposlední řadě také napomáhá zvýšit spolupráci mezi jednotlivými týmy pocházejícími z různých fakult a univerzit v Brně, a tím odstraňovat jejich určitou izolovanost, typickou pro výzkum v České republice.
