Hlavní informace

Aleš Hamáček a Jan Řeboun: Ve výzkumu se nesmíte bát říkat i zdánlivé hlouposti

Vědci z plzeňské Západočeské univerzity stojí za mimořádně praktickým objevem. Díky systému, který umožňuje šetrně zlikvidovat nežádoucí mikroorganizmy v procesních kapalinách, už nebude nutné např. při obsluze obráběcích strojů používat biocidy, které mohou způsobovat ekzémy, astma či další vážné zdravotní potíže.

Laboratorní trubkový fotoreaktor 637.png

Prosím seznamte na úvod čtenáře s vaším objevem a vysvětlete, v čem spočívá jeho inovativní prvek.

Je to systém pro inaktivaci nežádoucích mikroorganizmů v libovolném prostředí. Součástí toho prostředí musí být aspoň částečně voda, a to normální nebo odpadní či ve formě různých emulzí. Systém je široce využitelný mimo jiné v rybníkářství, kde může zbavit vodu plísní, bakterií a virů. Dále v lékařství, konkrétně ve stomatologii či při kožních problémech, jako jsou opět plísně nebo kožní melanomy. (Účinnost při druhém zmíněném příkladu je momentálně zkoumána na myších v laboratorním prostředí). Každopádně spolupracujeme s různými pracovišti, je to např. průmysl, vodohospodářství, zdravotnictví atd.

Vaším posledním projektem je likvidace nežádoucích mikroorganizmů v procesních kapalinách, můžete vysvětlit, o co jde?

Jde o průmyslová prostředí, typicky jsou to práce na různých frézách, soustruzích apod. Teče tam kapalina, je tam světlo i teplo, prostě ideální podmínky pro množení mikroorganizmů. Běžný postup je, že se během pracovního procesu přidávají aditiva, která mají za úkol nežádoucí mikroorganizmy zabíjet. Jenže bakterie postupem času získaly rezistenci, a tak je nutné používat stále silnější jedy. To pochopitelně začíná vadit lidem, kteří pracují jako obsluha strojů, protože důsledkem toho trpí různými ekzémy, astmatem, respiračními problémy atd.

Na tenhle problém jsme se rozhodli zaměřit. Pracovali jsme na něm společně s Centrem organické chemie, který sídlí v Rybitví. A podařilo se nám vyvinout účinný systém. Popíšu stručně jeho princip. Když do vhodného prostředí dáte aditivum neškodné k životnímu prostředí a osvítíte vhodnou vlnovou délkou světla, tak se energie, kterou dovnitř pomocí světla pošlete, změní na reaktivní formu kyslíku. Ten naruší buněčnou soustavu živých organizmů, čímž je zabije. Tahle reaktivní forma navíc trvá jen několik milisekund, tím pádem proti tomu nemůže vzniknout žádná rezistence.

Jak probíhal vývoj realizace celého systému pro inaktivaci?

Hamacek-300Hlavním konstruktérem byl kolega Řeboun a proces měl několik částí. V prvé bylo třeba zvolit kapalinu k dezinfekci. Pak aditivum, které absorbuje energii záření, tu předá kyslíku a ten se tím pádem stává reaktivním. Dále bylo třeba vymyslet fotoreaktor, který generuje světlo o dané vlnové délce a umožňuje osvit. Naším cílem bylo uspořádat reaktor tak, aby byl vhodný pro použití v průmyslových aplikacích. Takže jsme zkonstruovali skleněnou trubici, která byla z boku ozařována zdrojem tepelného záření a ověřovali jsme účinnost, míru rozkladu, rychlost odezvy atd. Výsledné řešení jsme si nechali chránit užitným vzorem. A pak jsme vytvářeli další reaktory s větším výkonem, vhodné pro větší objemy.

Jak vás napadlo, že by systém mohl být použitelný v průmyslu?

Hlavním důvodem byl fakt, že rozjíždět podobný projekt v oblasti farmacie znamená narážet na obrovské bariéry. Je to běh na hodně dlouhou trať, musíte např. absolvovat klinické zkoušky apod. Chtěli jsme přijít s nějakou praktickou realizací, proto jsme se pustili do průmyslového prostředí, kde takové bariéry nejsou.

Co bylo vůbec na začátku hlavním impulzem, který vás nasměroval?

Byli to lidé z Centra organické chemie, s nimiž, jak jsem už uvedl, jsme na projektu pracovali. Předali nám informaci o tom, že látka, tedy ono aditivum neškodné k životnímu prostředí, má již vysvětlenou žádoucí vlastnost. Také vytvořili speciální osvitovou jednotku, která umí vybudit kyslík do reaktivní formy Společně jsme pak rozvinuli myšlenku, že by bylo možné využít vlastností těchto látek v průmyslu. Naše vlastní inovace spočívá v rozšíření jejich působnosti do oblasti medicíny, např. při léčbě rakovinných nádorů ap.

Jak jste ale přišli na to, že by to takto mohlo fungovat?

Platí, že ve výzkumu vás vždycky něco napadne. Je třeba nebát se říkat i zdánlivé hlouposti, protože nikdy nevíte, co z toho vyleze. My se tím dlouhodobě zabývali, a to pak zákonitě přicházejí sekundární myšlenky, sekundární aplikace, ovšem většinou v kolektivu více lidí. Je to zkrátka výsledek brainstormingu, to se nedá naplánovat. Kolega má na stěně slogan „kdybychom věděli co děláme, není to věda". To je poměrně výstižné, ve vědě jde totiž o to přijít s něčím, co zatím nebylo poznáno.

My se touhle myšlenkou zabývali pět let, projekt jsme psali v roce 2013. Často je to tak, že dostanete nápad, který pak třeba na rok na dva usne, ale poté se znova vynoří.

Jaké bylo převádění výsledků z laboratoře do praxe?

V laboratoři jsme postupně zvětšovali objem kapaliny, kterou jsme čistili na řád desítek litrů, což jsou maximální laboratorní možnosti. Když se tohle dařilo, oslovili jsme výrobce řezných kapalin a navázali spolupráci. Poprvé, kdy jsme si funkčnost našeho objevu ověřili na reálném systému, bylo testování na strojní fakultě na CNC soustruhu, totéž probíhalo paralelně u průmyslového partnera. Pak jsme ladili technické aspekty, např. aby nedocházelo k zanášení, volili jsme vhodné čerpadlo, průtok atd. Pak přišla druhá fáze testování, jejímž cílem byla snaha modifikovat systém pro potřeby partnera.

Co můžete udělat pro rozšíření systému v komerčním sektoru?

Můžeme pomoci při jeho zavádění do výroby. Jednáme o tom s výrobci, pak zájemcům prodáme licence.

Na jaké úrovni je vůbec podle vás v ČR spolupráce akademické sféry s komerčním sektorem?

Reboun-300Bohužel neprobíhá standardně jako ve vyspělých zemích, naopak dost pokulhává. Jednak ze strany průmyslových partnerů, protože spousta tuzemských továren jsou montovny zahraničních společností, ve kterých neprobíhá výzkum a jede se pouze výroba. Zároveň je ale třeba říct, že se to začíná měnit. Zahraniční průmyslníci zjišťují, že se tu dá výzkum dělat na stejně dobré úrovni jako ve světě a navíc levněji. Svůj díly viny samozřejmě nese i akademické prostředí, které není zvyklé pružně reagovat, dodržovat termíny atd.

Co to v praxi znamená?

Funguje to často tak, že akademici něco vyzkoumají, napíší o tom zprávu a tím to končí. Prostě nejsou zvyklí výsledky aplikovaného výzkumu transformovat do nějaké podoby využitelné pro výrobce. Ale pozor, rozhodně to neplatí paušálně pro všechna pracoviště. Dá se najít spousta zajímavých spoluprací s partnery, kteří pochopili, že taková kooperace může být pro ně prospěšná.

Ono se stačí podívat na čísla. EU v roce 2010 vytyčila, že na investice do výzkumu a vývoje půjdou 3 % hrubého domácího produktu ročně, jenže kromě severských zemí to téměř nikdo nesplňuje. Z toho by 1,5 % by mělo pocházet ze státního sektoru, zbytek ze soukromého. Výši investic ze státního sektoru se tomuto závazku blížíme, takže největší rozdíl mezi ČR a vyspělými zeměmi je právě ve spolupráci se soukromých sektorem, vycházím teď z asi 2 let starých údajů. Každopádně kdyby u nás na výzkum a vývoj nešly investice ze zahraničí, bylo by to ještě horší.

Čím to podle vás je především?

Dobrým příkladem byla nedávno v televizním pořadu Zázraky přírody ukázka chytrého hasičského oděvu, což dokládá, že jsou průmysloví partneři, kteří chtějí vyrábět. Jenže řada jiných do projektů jde, ale nemá pak chuť produkt agresivně prodávat. To nás hodně mrzí, protože třeba prodej licencí je pro nás důležitý. Potřebujeme zkrátka transformovat naše výstupy do praxe, protože to znamená stálý zdroj příjmů a motivace. Jinak totiž na studium dostáváme málo peněz. Například moje pracoviště je finančně zajištěno do roku 2019, ale co bude dál? Jde prostě o diverzifikaci příjmů, ta je pro nás stěžejní.

Co bylo na tomto projektu, ale i obecně je na vaší práci, nejtěžší?

To, co jsem už zmiňoval, bylo a je asi nejtěžší i v našem případě, tedy transfer výstupu do průmyslové praxe. V průběhu práce na projektu se totiž vyskytly okolnosti, které jsem v laboratoři nepředvídal nebo jsem je spíš radši ani předvídat nechtěl.

Jaké okolnosti?

Jde o to, že náš projekt byl striktně mezioborovou záležitostí, ve které se prolínají tři zcela odlišné obory. Jednak chemie, za druhé elektronika, která je zdrojem světla v souladu s látkou, a nakonec čistě strojařská záležitost, jejímž úkolem je konstrukce reaktoru. Jelikož v reaktoru proudí kapalina, je důležité správné osvícení, aby nedošlo k pěnění kapaliny. Hrozí také riziko zanášení částí reaktoru, kde není osvit efektivní. A také, a to je klíčový problém, dochází k zanášení opticky propustné vrstvy. Kapalina v procesu inaktivace nežádoucích mikroorganizmů totiž nikdy není čistá, což ale při přípravě v laboratoři nejde simulovat.

Obecně je pro nás velkou překážkou také neochota firem, které vyrábějí řezné kapaliny. Ty totiž chtějí, aby se jejich produkty prodávaly co nejvíce, ovšem my jim nabízíme, že díky našemu objevu není nutné kapalinu měnit tak často.

Software pro řízení fotoreaktoru 367

Co byste doporučili začínajícím inovátorům?

Určitě by se neměli nezavírat se v laboratoři. Je důležité dívat se ven a přemýšlet, k čemu jejich objevy budou, protože by určitě měly něčemu sloužit. Pokud to takhle bude fungovat, pak se výzkum bude ubírat správným směrem. Toto samozřejmě platí zejména u aplikovaného výzkumu. Také je třeba mít na paměti, že se nikdy nic nepodaří napoprvé. A když ano, je to zpravidla špatně.

Tenhle problém je však o dost složitější. Vědci totiž mimo jiné řeší, zda o svém objevu napsat článek, anebo ho realizovat v praxi. V ČR je bohužel lépe hodnoceno napsání článku než uvedení do praxe. Jenže když napíšete článek, tím pádem to bezplatně prozradíte celému světu. Číňané (nejen) to samozřejmě čtou, a tak zpravidla za půl roku zjistíte, že se váš vynález objevil kdesi na trhu.

Inspirujte nás

Co je  pro vás inspirací?

Především vás činnost musí bavit. Když máte kolem sebe tým lidí, kteří jsou zapálení, je to obrovské štěstí. Můžu to posoudit, znám totiž pracoviště, kde jsou lidé znudění.

Jak si vybíráte spolupracovníky?

Vychováváme si tým, který se neustále rozrůstá. Nové kolegy hledáme mezi studenty, ti nadaní z prezenčního studia u nás často působí. Poté u nás pracují na projektech v rámci doktorského studia, a pak často zůstávají. Nepřijímáme posily na základě inzerátů. Oslovuji konkrétní lidi, které znám, protože je pozoruji třeba tři roky. Sleduji, jak pracují, jak se chovají, a pak jdu „na jisto". Ty nejschopnější se snažím udržet. Deset let buduji tým, který musím zaplatit, ale v podstatě nevím, zda budou za dva roky nové projekty. Je to obtížné, v Plzni na Borských polích působí řada zahraničních firem, které lákají studenty a nabízejí jim slušné podmínky. Tenhle konkurenční boj je dost tvrdý.

 
- 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