SME
Štvrtok, 6. august, 2020 | Meniny má JozefinaKrížovkyKrížovky

Držiteľ Nobelovky: Každá bunka vo vašom tele je zložitejšia ako Bratislava

Ben Feringa bol na Slovensku.

Ben Feringa získal Nobelovu cenu za chémiu v roku 2016. Podelil sa o ňu s chemikmi Jean-Pierrom Sauvageom a Sirom J. Fraserom Stoddartom.Ben Feringa získal Nobelovu cenu za chémiu v roku 2016. Podelil sa o ňu s chemikmi Jean-Pierrom Sauvageom a Sirom J. Fraserom Stoddartom. (Zdroj: SME - Marko Erd)

Tento článok si môžete prečítať vďaka ESET Science Award, oceneniu Nadácie ESET, ktoré podporuje výnimočnú vedu na Slovensku.

Ako prvý na svete vytvoril drobný molekulárny motor. Stačilo, aby zažal lampu a nanomotor sa rozhýbal. Chemik BEN FERINGA získal za svoj objav v roku 2016 Nobelovu cenu za chémiu.

Svetový chemik navštívil Slovensko, aby si prevzal dve zlaté medaily od Univerzity Komenského a SAV. Pre denník SME porozprával, prečo sa cíti ako celebrita a čo sú v súčasnosti najväčšie obmedzenia v chémii.

Skryť Vypnúť reklamu

Postavili ste prvý nanomotor na svete. Čo si pod tým máme predstaviť?

Uvedomte si, že vaše telo je plné molekulárnych motorov a strojov. Dovoľujú vám hovoriť, hýbať rukou, písať, chodiť a prepravujú látky vo vašom tele. Aj autá na ulici, vlaky či továrne sú plné motorov a strojov, ale napríklad telefón, kus plastu či stôl sa nehýbu. Vyrábame všetky tieto veci, no nehýbu sa.

Najväčším objavom teda bolo vyrobiť molekuly a materiály, ktoré sa hýbu podobne ako vo vašom tele. Sú to nanomotory a nanostroje, ktoré majú rozmery v miliardtinách metrov. Nedávno sme vyrobili umelý sval. Pozostával z veľkého množstva motorov, ktoré vytvárali vlákno. A keď sme naň posvietili lampou, hýbal sa podobne ako sval vo vašej ruke.

Aj nanomotor poháňalo svetlo?

Prvý motor, ktorý sme vyrobili, rotoval a energiu mal zo svetla.

Skryť Vypnúť reklamu

Ako zostrojujete nanostroje? Máte na to drobné náradie?

Vôbec nie, pretože nemáme náradie v takých malých rozmeroch. Nanostroje sme vytvorili pomocou chemických reakcií. Všetky stroje vo vašom tele, proteíny či DNA, fungujú vďaka chemickým reakciám.

Súvisiaci článok Borofén je nový grafén. Materiál má ešte lepšie vlastnosti Čítajte 

Nové molekuly robíme chemickými reakciami, pretrhnutím chemických väzieb, vytváraním nových väzieb alebo ich spájaním. Občas je na to treba desať chemických krokov a občas tridsať.

Takže vlastne miešate chemické látky?

Áno a musia spolu zreagovať. Tvorba molekulárneho motora je ako výroba nového liečiva. Potrebujeme veľa chemických krokov a manipulácií. No potom musíme zodpovedať otázku: „Je to správna molekula? Má všetko na svojom mieste, funguje ako motor?"

Nie je ľahké to zistiť, pretože molekuly voľným okom nevidíme. Používame preto rôzne techniky, ako napríklad röntgen. Rovnako, ako vám urobia v nemocnici röntgen pľúc, my snímame molekulu. Alebo urobíme záber MRI. Ten sa robí vo veľkom magnete. Môžeme v ňom merať veľkosť molekúl a určiť, kde sú atómy a či je všetko v poriadku.

Skryť Vypnúť reklamu

Ako ste dostali nápad vytvoriť molekulárny stroj? Bola to náhoda?

Vo vede sa veci často dejú náhodou. Dizajnovali sme nano-spínač a zistili sme, že sa neprepína. Potom sme so študentmi robili pár pokusov a zistili sme, že sa hýbe, rotuje. Pomysleli sme si, že je ako motor. A fungoval len vtedy, keď sme použili svetlo z lampy. Bola to pre nás Heuréka.

O šesť rokov neskôr sme zistili, že ten istý motor vieme použiť pri otáčaní niečoho. Na vlastné oči sme videli, ako rotuje objekt desaťtisíckrát väčší ako náš motor. Niečím sme naozaj pohli. Viete si predstaviť, aké vzrušujúce je to pre vedca? Zrazu vidíte malý objekt a on sa hýbe, keď zapnete lampu a zastane, keď ju vypnete.

Kde všade sa dajú molekulárne stroje použiť?

Sú stále iba v začiatkoch, je to základný výskum. Často sa cítim ako bábätko, ktoré robí prvé kroky a snaží sa chodiť a možno v budúcnosti zabehne maratón. Vedci na celom svete, vrátane našej skupiny, už pracujú na materiáloch, ktoré sa sami opravujú. Ak si porežete prst, za pár dní sa zahojí. Ak by som poškrabal váš telefón, musíte si kúpiť novú fóliu alebo opraviť displej. Ak by ste však poškrabali materiály, ktoré vyvíjame, samé sa zacelia. Ich molekuly sa rozhýbu a znova do seba zapadnú.

Skryť Vypnúť reklamu

Viete si predstaviť, aké vzrušujúce je to pre vedca? Zrazu vidíte malý objekt a on sa hýbe, keď zapnete lampu a zastane, keď ju vypnete.

Na rovnakom princípe pohyblivých nanostrojov by fungoval aj drobný robot, ktorý by dopravil liek do tela alebo by niečo opravil. Bol som v Číne, kde momentálne pracujú na prvom experimentálnom okne, ktoré sa samo umýva. Možno na to nevyužijú moje motory, ktoré sú drahé. No akonáhle viete vyrobiť niečo, čo sa hýbe pod vplyvom svetla, viete vymyslieť rôzne druhy opráv. Je to budúcnosť.

Kedy budú takéto materiály bežne dostupné?

Možno o desať rokov od tejto chvíle budeme mať nátery, ktoré sa po oškretí opravia iba jedným šuchnutím. Ak si poškrabete auto, nebudete musieť ísť do servisu. Prosto ho pošúchate a opraví sa samo.

Samoopravujúce materiály budú jestvovať, je však ťažké predpovedať kedy. V päťdesiatych rokoch minulého storočia by nikto nepovedal, že dnes budeme mať smartfóny. To slovo vtedy ani neexistovalo. Nikto nemal predstavu, ako zmenia naše životy.

Skryť Vypnúť reklamu

Okrem nanomotora ste zostrojili aj nanoauto. Naozaj jazdilo?

Nešlo veľmi rovno, ale hýbalo sa autonómne.

Vyrobili ste ho len pre zábavu?

Chceli sme dokázať, že rotáciou vieme pohnúť veci vpred. Aj motor vo vašom aute rotuje a dostane vás tak z jedného miesta na druhé. Moji študenti mali nápad urobiť nanoauto. A tak sme urobili auto s pohonom 4x4 a fungovalo.

Ak by sme ho zväčšili, vyzeralo by ako reálne auto so štyrmi kolesami a karosériou?

Nie, nemyslím si. Aj vo vašom tele sú v každej bunke milióny nanotransportérov, ktoré prenášajú materiály, ako napríklad jedlo. Ale vôbec nevyzerajú ako auto. Chodia ako drobné roboty, ako drobné zvieratá.

Na vašej prednáške zaznelo, že prvú molekulu ste vyrobili, keď ste mali dvadsať. Aká to bola molekula?

Študoval som vtedy na univerzite v Groningene. V treťom ročníku sme robili na malých výskumných projektoch. Mal som vyrobiť úplne novú molekulu. Profesor mi povedal: "Je naozaj nová. Vytvoril si molekulu, ktorú predtým nikto iný nevytvoril." A nebola vôbec na nič užitočná.

Skryť Vypnúť reklamu

Ale urobil som objav. Stále si pamätám, aký pyšný a šťastný som bol. Keď som na víkend prišiel domov, pochválil som sa mame a otcovi. Okamžite sa ma spýtali, či je moja molekula na niečo dobrá. Nie, ale bol som taký pyšný.

Dá sa ten pocit porovnať s tým, ktorý ste mali pri získaní Nobelovej ceny?

V živote máte niekoľko vzrušujúcich momentov. Ale zažijete aj mnoho frustrujúcich chvíľ. Preto sa cítite skvele, keď urobíte objav. Ale vo vede idú veci často zle. A občas idú zle naozaj dlhú dobu. Zostrojenie nanoauta nám trvalo desať rokov. No občas niečo objavíte a je to naozaj radostné a nádherné.

Nie je vyčerpávajúce, keď sa vám dlho nedarí? Nevyhoreli ste?

Nikdy nevyhorím, pretože získavam energiu od študentov. Ak neviete vystáť neistotu a frustráciu, nikdy nebuďte vedcom. Musíte si užívať vášeň, proces objavovania a tiež neistotu.

Skryť Vypnúť reklamu
Súvisiaci článok Nanoroboty? Ako ponorka z filmu Fantastická cesta, hovorí odborník Čítajte 

Veda je občas tvrdý boj. Je to ako liezť na niektorý vrchol Vysokých Tatier. V polovici cesty si uvedomíte, že musíte vyliezť ešte ďalších niekoľko sto metrov. Ale na vrchole hory sa cítite skvele, pretože ste to zvládli.

Už pri štúdiu si musíte nechať priestor na zlyhania, veľa sa z nich naučíte. Keby šlo na škole všetko perfektne a až v neskoršom živote budete čeliť neúspechu, znechutí vás to. Musíte sa trénovať v tom, ako zvládať zlyhanie a poučiť sa z neho.

Čo je v súčasnosti najväčším obmedzením v chémii?

Snažíme sa vyvíjať lepšie liečivá, využiť nanotechnológie na výrobu lepších materiálov, no jedným z najväčších obmedzení je napríklad spôsob, akým materiály recyklovať. Ako môžeme znovu používať naše plasty? Znamená to, vrátiť sa späť až k ich zložkám, vyčistiť ich a použiť ich opäť bez toho, aby sme plasty spaľovali a vyhadzovali.

Skryť Vypnúť reklamu

Nie je to ľahké. Materiály sú totiž často zložené z rôznych molekúl, takže by sme ich museli najprv oddeliť. Recyklovanie je veľmi dôležité pre udržateľnosť. Používame strašne veľa materiálov a svetová populácia bude rásť. Ako sa s tým vysporiadame? Nemôžeme všetko spaľovať a vyhadzovať, musíme sa naučiť veci znovu používať.

Nemala by sa udržateľnosť začínať už vo výrobnom procese?

To je druhý dôležitý aspekt, ako upraviť naše chemické procesy tak, aby sme veci vyrábali efektívnejšie. Musíme používať menej energie, vytvárať menej odpadu, byť výkonnejší a presnejší. Na to tiež potrebujeme nanotechnológie.

Je mnoho výziev, ktoré musíme zdolať. Takou výzvou je aj zložitosť.

Ako to myslíte?

Predstavte si bunku vo vašom tele. Je taká zložitá, plná chemický reakcií, mašín, komunikácie. Je ako mesto Bratislava. Dokonca je zložitejšia ako Bratislava so všetkými svojimi domami, ľuďmi a továrňami. Takže si predstavte s akou zložitosťou sa musíme vyrovnať v nanorozmeroch. Nemáme o tom ani poňatia, musíme sa to naučiť.

Skryť Vypnúť reklamu

Čakali ste v roku 2016, že získate Nobelovu cenu za chémiu?

Bolo to úplne nečakané. Bol som v kancelárii s mojimi študentmi. Oficiálne vyhlásenie býva o trištvrte na dvanásť, hodinu predtým mi zavolali a tajomník Nobelovej komisie mi povedal: "Dostanete Nobelovu cenu."

Bol som úplne v šoku. Po štyroch minútach mi povedal: "Doktor Feringa, ste tam? Stále spolu telefonujeme." Nevedel som, čo mám povedať, ale bol som naozaj veľmi poctený. Pre vedca je získanie Nobelovky splnený chlapčenský či dievčenský sen.

Zmenila cena váš život?

Od prvého momentu. Chodíte potom na konferencie. Bol som často hosťom v televízii. Teraz už trochu viem, aké je to byť celebrita. Ľudia ma spoznávajú na ulici a chcú si so mnou urobiť fotku. Na to som si už zvykol.

Skryť Vypnúť reklamu

Veľa tiež chodím na stredné školy a verejné akcie a prednášam o tom, prečo je veda a vzdelanie dôležité. Je krásne a stimulujúce viesť tieto diskusie so študentmi a učiteľmi. Snažím sa tiež objasniť širokej verejnosti a politikom, že pre našu budúcnosť je dôležité investovať do vedy a vzdelania.

Zaujímajú sa mladí ľudia o vedu?

Myslím, že áno. Keď chodím na školy, dostávam veľa pozitívnej spätnej väzby. Občas sa ma deti spýtajú: "Čím mám byť?" Neexistuje jedno pravidlo. Nemôžem za ne robiť rozhodnutia, ale vždy im hovorím, aby nasledovali svoje sny.

Svoj talent by ste mali rozvíjať, aj keď to je ťažké. Budete mať dobrý pocit, že ste urobili niečo skvelé. Ak to nikdy nepocítite, nemôžete byť zanietený pre svoju prácu.

Každé dieťa je talentované. Jedno má talent na novinárčinu, alebo na to byť učiteľom či pracovať v nejakej spoločnosti. Svoj talent by ste mali rozvíjať, aj keď to je ťažké. Budete mať dobrý pocit, že ste urobili niečo skvelé. Ak to nikdy nepocítite, nemôžete byť zanietený pre svoju prácu.

Skryť Vypnúť reklamu

Pod vami na univerzite bude študovať aj Slovenka.

Áno. Je skvelé mať študentov z iných krajín. Pochádzajú z vašej krajiny, z Japonska, Číny, Ameriky a všetci pracujú spoločne v jednom tíme či na jednom ústave. Tiež sa od seba učia o iných kultúrach. Môžu športovať s niekým z Talianska a ísť si vypiť s Japoncom. Je to úžasné a mrzí ma, že už nie som študentom. Komunita na univerzite je skvelá a veľmi si ju užívam.

Prečo ste sa rozhodli zamerať práve na chémiu?

Bol som typický chlapec, ktorého zaujímali prírodné vedy. Odmala som chcel objavovať. Vyrastal som na farme vo veľmi malej dedine v odľahlej oblasti na severovýchode Holandska, blízko hraníc s Nemeckom. Čítaval som knihy o objaviteľoch a dobrodruhoch. Bavila ma matematika, biológia, chémia a fyzika.

Skryť Vypnúť reklamu

No najdôležitejší moment v mojom rozhodovaní prišiel na strednej škole. Z tohto obdobia si takmer každý pamätá učiteľa, ktorý ho stimuloval a zaujal krásnymi príbehmi. Pre mňa to bol učiteľ chémie a fyziky. Povzbudzoval nás, robil s nami pokusy. Vyzýval nás, aby sme sa učili a objavovali. Na fyzike a chémii je najlepšie, že môžete robiť rôzne druhy pokusov. Pokusy som chcel robiť aj na vysokej škole, preto som sa vydal na cestu chemika.

Mali ste nejakého vedca, ku ktorému ste vzhliadali?

Nie práve z oblasti chémie. Na strednej som čítal knihy o Leonardovi da Vincim či o Mikulášovi Kopernikovi a iných učencoch z dávnych čias. Vzhliadal som aj k Isaacovi Newtonovi a Albertovi Einsteinovi. Ale čítal som aj o chemikoch, napríklad o Paracelsusovi.

Skryť Vypnúť reklamu

Tento článok si môžete prečítať vďaka ESET Science Award, oceneniu Nadácie ESET, ktoré podporuje výnimočnú vedu na Slovensku.

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Téma: Rozhovory z denníka SME

Prečítajte si aj ďalšie články k téme
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Pražský súd zobral Majského do predbežnej väzby

Podnikateľ podal proti rozhodnutiu sťažnosť.

Majského privádzajú na súd.
Virologické testy na tzv. prasaciu chrípku  A(H1N1).
Ján Hrubala.
75 ROKOV OD BOMBARDOVANIA HIROŠIMY A NAGASAKI

Zničili celé mesto. Muži z Enola Gay nemali výčitky

Ušetrili sme veľa ľudských životov, tvrdili chlapi z lietadla, ktoré zhodilo bombu.

Posádka amerického bombardéru B-29 Superfortress, ktorý zhodil 6. augusta 1945 atómovú bombu na Hirošimu, v strede pilot Paul Tibbets.

Neprehliadnite tiež

T-Mobile oslavuje rozšírenie 5G siete do stoviek malých miest naprieč USA
Archeológ Slovenskej akadémie vied (SAV) Marián Samuel počas prezentácie a prehliadky nového archeologického nálezu drevozemného valu z 11. storočia.

Samsung ukázal nový Galaxy Note20

Je opäť väčší, výkonnejší, pracovitejší a samozrejme aj drahší.

Za masový úhyn slonov v Botswane môže zrejme prirodzený jed

Zvieratá začali hynúť v polovici mája.

V Botswane našli viac ako 350 mŕtvych slonov.