Hlavní informace

Michael Londesborough: ... a najednou jsem uviděl to nádherné modré světlo

Angličan žijící v ČR Michael Londesborough stojí se svými kolegy z Výzkumného ústavu v Řeži u Prahy za významným objevem, který zásadně ovlivní praxi. Přišli totiž s novým typem laseru, díky němuž bude možné výrazně snížit náklady a třeba i environmentální dopady. Jak takto důležité objevy vznikají?

Mich-Lon 637

Jak se člověk stane vědcem?

V mé rodině se vědci vyskytovali, ve vědě působil můj strýc i kmotr. Otec se vždycky o vědecké objevy zajímal a vzpomínám si, že když jsem byl malý kluk, společně jsme se často dívali na pořad Horizon televize BBC. Velmi rád jsem chodil do školy a brzo jsem si uvědomil, že vědecké předměty mi dají víc než ostatní. Především proto, že otevíraly oči a umožňovaly udělat si dobrou představu, jak svět funguje. Relativně brzo jsem pochopil, že věda je způsob vnímání světa a také způsob, jak můžu ovlivnit své okolí. Postupně jsem se stále více soustředil na ony vědecké předměty, měly pro mě čím dál větší přednost. Následně jsem si na vysoké škole vybral chemii.

Proč právě chemii?

Chemii jsem propadl částečně díky mému učiteli, který byl velmi dobrý a charismatický a dokázal mě pro ni doslova nadchnout. Na vysoké jsem také poprvé zakusil jaké to je pracovat na hraně lidských znalostí, to znamená provádět vědecký výzkum, objevovat nové věci, nové schopnosti atd. Bylo to velmi vzrušující. Takže jsem pokračoval doktorským studiem a následně vlastním výzkumem.

V rámci svého doktorského studia jste strávil 10 týdnů v České republice. Proč zrovna tady?

To úzce souvisí s mým oborem. Zabývám se hydridy boru, což je skupina sloučenin, která se nevyskytuje v přírodě. A ve výzkumném areálu v Řeži u Prahy, kde teď pracuji, dlouhodobě působí skupina vědců, která je ve světě boranové chemie velmi vlivná. Navíc s nimi spolupracuje můj tehdejší vedoucí na univerzitě v Leedsu, i proto jsem tady.

Po absolvování doktorského studia jste dostal nabídku od jednoho amerického startupu, abyste pro něj připravoval nové sloučeniny boru pro dopování křemíku při výrobě nových typů polovodičů. Jak v USA funguje spolupráce vědy a komerčního sektoru, můžete to porovnat s Českou republikou?

Chtěl bych zdůraznit, že mám v téhle věci pouze osobní zkušenost, nemůžu ji zobecňovat. Nicméně jsem mimo jiné vnímal, že se tam zajímají hlavně o nápad a práci, než o to, odkud projekt pochází nebo kdo na něm pracuje. Bylo to pro mě velmi osvěžující, protože i když jsem byl mladý, přesto mi svěřovali důležité věci. Trochu mi vadilo, že projekty neustále brzdili, aspoň jsem měl takový pocit. Chtěli se totiž soustředit na jednu věc a tu dotáhnout do úplného konce, než aby paralelně probíhala další zkoumání v laboratoři. Důvodem je fakt, že v USA musejí co nejrychleji dosáhnout návratnosti investice pro investory. Také je tam vyžadována efektivní komunikace mezi výzkumem a podnikem.

Pokud jde o ČR, mám zatím menší zkušenosti, abych mohl posuzovat. Každopádně tu není tolik nových příležitostí, zázemí není takové, venture capital není příliš vyvinutý a také je tu oproti USA menší chuť riskovat. To ovšem platí pro velkou část Evropy. Nicméně znovu zdůrazňuji, že je to můj subjektivní názor. 

Dr. Michael Londesborough a objev anorganického laseru

Mich Lon_CT

Dr. Michael Geoffrey Stephen Londesborough, B.Sc Hons Ph.D., se narodil v roce 1978 v Londýně ve Velké Británii. Maturitu složil na Ashmole School v Southgate North London a v roce 1999 vystudoval s vyznamenáním chemii na univerzitě v Leedsu. Za svou diplomovou práci získal cenu J. B. Cohena za nejlepší diplomovou práci, která nejvíce přispěla k vědeckému poznání.
Posledních dvanáct let pracuje jako vědecký výzkumný pracovník v Ústavu anorganické chemie Akademie věd České republiky v Řeži u Prahy. Je autorem a spoluautorem 43 původních vědeckých prací a dvou příspěvků do knih, přednášel na mnoha mezinárodních konferencích.
Vědecký tým pod vedením jeho a Dr. Luise Cerdána ze Španělské národní rady pro výzkum (CSIC) objevil nový typ laseru na bázi čistě anorganického materiálu (tj. zcela bez atomů uhlíku) – sloučeniny boru a vodíku, který z roztoku vyzařuje modré laserové světlo. Práce, publikovaná v časopise Nature Communications, ukazuje, že se toto modré světlo vyznačuje vysokou účinností a odolností vůči degradaci a že je jeho spektrum využitelné mimo jiné ve spektroskopii i při zpracování materiálů.


Ze Spojených států jste se přesunul do Česka, proč?

Ono to nebylo tak, že bych tehdy působil jen v USA, část svého pracovního času jsem zároveň trávil tady. Tím pádem jsem musel hodně cestovat mezi ČR a USA, což bylo velmi náročné. Jenže tehdy jsem ještě neměl rodinu, a tak mi to nevadilo. Pak ale přišel okamžik, kdy jsem se musel rozhodnout. Firma v USA potřebovala, abych jí věnoval více času, jenže já nechtěl opouštět své výzkumné projekty. Takže jsem se rozhodl zůstat v ČR a v oblasti výzkumu. Opustil jsem polovodiče a začal se naplno věnovat fotofyzikálním vlastnostem hydridů boru.

Prosím představte tuto molekulu, o které, jak jsem si všiml v různých článcích a rozhovorech, se s nadsázkou řečeno vyjadřujete téměř láskyplně.

Jedna se o molekulu octadecaboran neboli B18H22. Mám k ní téměř osobní vztah, zabývám se jí už dob svého doktorského studia. Když jsem šel v Americe poprvé na konzultaci ohledně téhle molekuly a přicházel jsem do laboratoře, už podle vůně jsem dokázal poznat aspekt, který se tam výzkumníci právě snažili zjistit pomocí přístrojů. Že mám pravdu jsem jim pak dokázal důkladným vědeckým měřením. Jak jsem říkal, pracuji s ní dlouho a dá se říct, že jí i fandím. Je to totiž extrémně šikovná molekula, funguje mimo jiné jako dopand křemíku pro polovodiče. Podařilo se mi zjistit, že jedna molekula obsahuje velmi silné záření a může fungovat jako laserový materiál.

londes modre-svetlo-637

Tím se dostáváme k vašemu úžasnému objevu. Jak se vám to podařilo?

Intenzivně jsem se věnoval práci na nové syntéze této molekuly. Během tohoto procesu vždycky vznikaly dva izomery. V každém z nich ovšem byly atomy trošku jinak uspořádané a měly i jiné fyzikální vlastnosti. Bylo tedy nutné je oddělit, abych mohl zkoumat každý zvlášť. A pak se to stalo. Do laboratoře v ten okamžik pronikalo krásné sluneční světlo, a já si během oddělování najednou všiml, jak jeden z izomerů silně fluoreskuje. Oba jsou přitom bezbarvé a průhledné, i když skrz okno svítí slunce, protože sklo absorbuje záření. Přesto měl roztok modrou barvu. Když jsem ho pak vzal ven, byl jsem překvapen, že i relativně slabé UV záření v ČR stačilo, aby se objevilo modré světlo. No a pod UV lampičkou pak svítilo jako blázen. Pochopil jsem, že molekula obsahuje skrytou ohromující vlastnost.

Tímhle výzkumem jste objevili nový typ laseru, první, který pracuje na bázi anorganického materiálu, tedy sloučeniny boru a vodíku. Prosím vysvětlete, jak to prakticky funguje.

Fluorescence, tedy spontánní záření pevných nebo kapalných látek, vzniká, když molekula dokáže pohlcovat foton světla a následně vyzařovat fotonové světlo s nižší vlnovou délkou. Když materiály absorbují foton, energii většinou jen přeměňují na teplo. Fluorescence nastává, když molekuly pohlcují foton, čímž se dostanou do vyššího energetického stavu, pak to začne klesat a v tu chvíli vyzařují fotonové světlo. A u laserového vyzařování se jedná o podobný jev, ovšem protože se tam nachází víc molekul ve zvýšeném energetickém stavu, dochází k amplifikaci světelné energie, tedy k tzv. laserové emisi. To je právě případ naší molekuly. Jde o výjimečnější jev než jenom vyzařování. Molekula musí při laserové emisi vydržet brutální podmínky exitování, musí se tam napumpovat hodně exitační energie, což spousta molekul nevydrží. Ovšem naše molekula ano, obecně vydrží opravdu hodně, má tedy vysokou fotostabilitu.

Jaký je praktický přínos anorganického laseru oproti těm současným?

Nový boranový laserový materiál v porovnání s mnohými moderními komerčně dostupnými modrými barvivovými lasery vykazuje výrazně větší odolnost vůči degradaci. Díky tomu se snižuje frekvence výměny kapalného média, což následně vede ke snížení nákladů, provozních rizik i environmentálních dopadů v důsledku manipulace s rozpouštědly, která jsou mnohdy toxická a hořlavá.

londes_svetlo637

Jak to vypadá s převedením vašeho objevu do komerční praxe?

Právě připravuji několik článků, jeden z nich pojednává o současném stavu mého výzkumu. Bohužel o tom zatím moc nemůžu mluvit, je to trochu tajné. Můžu říct, že teď dokončujeme práci, ve které se snažíme podrobněji popsat fotofyzikální proces pohlcování a vyzařování světla molekulou. Bylo to poměrně náročné, protože trvání těchto procesů se pohybuje v miliardtinách sekundy. Nicméně díky tomu teď už lépe chápeme, co se při tom vlastně děje. Také děláme velké pokroky ve zjišťování, jak se tato molekula chová v pevném stavu.

Jaké máte plány, na čem dalším pracujete?

V současné době náš vědecký tým pracuje na syntéze nových boranů, které vyzařují světlo o jiných vlnových délkách. Tím by se otevřely dveře dalším možným aplikacím například v dermatologii, třeba při odstraňování tetování, jizev a akné, léčbě cévních poranění apod. Výborná rozpustnost anti-B18H22 v organických prostředích navíc umožňuje začlenění tohoto materiálu do polystyrenových polymerových matric, aniž by došlo k ztrátě fluorescenčních vlastností. Výsledné polymerové nanokompozitní materiály na bázi anti-B18H22vykazují zajímavé optické vlastnosti a mají potenciál pro využití jako koherentní světelné zdroje v optoelektronice, spektroskopii, v detekčních zařízeních a jako chromofory v luminiscenčních solárních koncentrátorech.

Inspirujte nás

Co nebo kdo vás inspiruje?

Mám několik různých zdrojů inspirace. Především jsou to moji studenti a jejich entuziazmus, to je parádní zpětná vazba. Doufám, že je taky nabíjím energií, když vidím jejich radost. Vůbec jsem neočekával, že to bude takhle krásně fungovat. Další inspirací je pro mě můj přítel a kolega Dr. Luis Cerdán z Madridu, s nímž jsem dělal laserovou práci, jeho inteligence a přátelství pro mě moc znamená. Dále můj vedoucí doktorské práce Prof. John Kennedy z Univerzity v Leedsu, také bývalý kolega a boranový génius Dr. Jaromír Plešek. Ten již není mezi námi, ovšem do 85 let byl stále činný v laboratoři, byl to mimořádný chemik i člověk. Musím jmenovat i slavného anglického kuchaře Gordona Ramseyho a jeho přístup k věci, jak se snaží s obrovským nasazením o všechno pečovat a dělat to, co umí nejlépe. Inspiruje mě i jeho schopnost dávat dohromady lidi ke společné spolupráci. A taky jsou různé knihy, samozřejmě i moje žena a děti.

Jak se udržujete v obraze?

Především díky internetu, čtu různé online časopisy a noviny, naopak moc nesleduji televizi. Mám velké štěstí, že znám a  pracuji s řadou šikovných lidí z různých oborů, kteří vyprávějí zajímavé věci. Mám hodně zajímavých kamarádů a dokonce i sousedů.

Co byste poradil začínajícím inovátorům?

Především aby si udržovali entuziazmus a byli schopni přijmout skutečnost, že se prostě nemůže neustále dařit. Selhávání je třeba brát s úsměvem, je to jednoduše druhá strana stejné mince, navíc to často ani nemůžete ovlivnit. Je tedy stěžejní nenechat se odradit, pokračovat a pokračovat. Jak řekl Churchill: Úspěch není všechno a selhání není konec. To, co vždy platí, je schopnost pokračovat a vytrvat.

Mně v tomto vždycky pomůže pásmo Rudyarda Kiplinga nazvané Když. Mám ho přilepené na zdi před sebou, úžasná je zejména poslední věta: „Když neúprosnou minutu ti plní šedesát vteřin, jimiž's řek "Teď se tuž!" - pak Zem ti patří, se vším, co je na ní, a - hlavně - z tebe, chlapče, bude muž!" A o tom to je, umět do toho dát všechno, najít v sobě vytrvalost.

S jakými obtížemi se v průběhu své vědecké činnosti musíte potýkat a co vám při tom pomáhá?

Potýkám se s tím, co asi musí řešit každý. Předně je to boj s nedostatkem peněz na podporu nápadů a vědeckých záměrů. Dále boj udržet vlastní výzkum, to je totiž mimořádně náročné, protože když pracujete na vlastním výzkumu, nikdo jiný nic podobného nedělá. Tím pádem musíte na všechno přijít sám, a ono je obtížné udržet pozornost, najít nezbytnou vytrvalost atd. K těm obtížnějším povinnostem patří i přesvědčování grantových agentur, že to, na čem pracuji, je dobré. Občas samozřejmě bojuji s editory vědeckých periodik, ale asi největší boj vedu sám se sebou. Jde především o motivaci, entuziazmus a další potřebné aspekty, které si musím udržovat před zbytkem týmu.


- Martin Zika -

Tento rozhovor vznikl v rámci projektu Příběhy České inovace (ČIN). Pokud máte ve svém okolí inovátora, o kterém bychom měli vědět, pošlete nám svůj tip na Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript. . Rádi se za ním vypravíme na místo ČINu!

Příběhy ČINu pomáhá psát kreativní agentura Havas