Využíva sa najmä v Južnej Afrike, kde čistí pitnú vodu, v USA, ale aj v Kanade, kde je problém najmä s odpadovou vodou.
Diana Virgovičová objavila molekulu, ktorá dokáže vyčistiť vodu. Zdroj: osobný archív D. V.
- akým spôsobom môže znečistená odpadová voda zhoršiť naše zdravie,
- ako funguje daná molekula na čistenie vody,
- čo zabezpečuje jej funkčnosť,
- ako molekula vzniká,
- v čom sa technológia najviac odlišuje od tabliet či filtrov na čistenie vody,
- aké najnebezpečnejšie ochorenia spôsobujú patogény v znečistenej vode,
- akým spôsobom zavádza fotokatalyzátory do praxe v jednotlivých krajinách,
- ako jej štúdium počítačového inžinierstva pomáha pri vývoji molekúl.
Len 23-ročná Slovenka Diana Virgovičová už v štrnástich rokoch objavila molekulu, ktorá dokáže vyčistiť vodu. O tri roky neskôr získala diplom excelencie od švédskej kráľovskej rodiny za objav novej molekuly. Je zakladateľkou firmy Xatoms, ktorá vyvíja prelomovú technológiu na čistenie vody pomocou kvantovej chémie.
Momentálne študuje počítačové inžinierstvo na Univerzite v Toronte v Kanade, navyše ju Forbes pre Severnú Ameriku zaradil do rebríčka 30 najúspešnejších ľudí pod 30 rokov.
Vďaka umelej inteligencii analyzovala rôzne molekuly fotokatalyzátorov, ktoré by mohli potenciálne vyčistiť vodu. Z týchto molekúl vytvorila prášok rozpustný vo vode, ktorý ju zbaví patogénov. Objavuje ich pomocou umelej inteligencie analyzujúcej molekuly bezpečné pre ľudské zdravie.
„Doteraz existovali fotokatalyzátory iba na báze UV žiarenia, takže aby boli funkčné, museli sme mať k dispozícii UV reaktor, ktorý je veľmi drahý. Preto som sa snažila vytvoriť cenovo dostupnejšiu alternatívu, aby sa mohli fotokatalyzátory využiť aj pri slnečnom žiarení,“ vysvetlila Diana Virgovičová.
O vodné znečistenie sa zaujímala už ako tínedžerka
Už v štrnástich rokoch ste sa venovali výskumu o čistení vody. Prečo vás začala zaujímať táto téma tak skoro?
Zapájala som sa do rôznych chemických či geografických olympiád, v rámci ktorých som pracovala na projekte riešiacom globálne otepľovanie. Pýtala som sa na názory rôznych vedcov či politikov ohľadom tejto problematiky. V tom čase mi odpovedali napríklad teraz už bývalý prezident Francúzska François Hollande či fyzik Stephen Hawking. Okrem toho som precestovala s mamou Indiu, kde som si všimla znečistenú vodu, a chcela som týmto ľuďom pomôcť. Preto som neskôr v rámci ŠVOČ riešila projekt o čistení vôd.
Diana a jej tím v laboratóriu. Zdroj: osobný archív D. V.
Aktuálne máte rozbehnuté projekty v Keni, Južnej Afrike, USA a Kanade, kde využívajú vašu technológiu. V ktorej z týchto krajín majú najväčšie problémy so znečistením vody?
Myslím si, že v Keni, pretože tam zabíja cholera deti mladšie ako päť rokov. Okrem toho aj v Nigérii, kde je však vysoká korupcia, ktorá nám znižuje možnosti túto vodu predávať. V Južnej Afrike majú veľký problém so znečistením pitnej, v Kanade zas odpadovej vody. Nepovedala by som, že sú miesta, kde je voda viac znečistená, ale v Afrike môže spôsobiť obyvateľom smrť, čiže je nebezpečnejšia ako v Severnej Amerike, kde „iba“ zhoršuje zdravie ľudí.
Akým spôsobom môže znečistená odpadová voda zhoršiť naše zdravie?
Obsahuje ťažké kovy, ktoré z dlhodobého hľadiska spôsobujú rakovinu. Zároveň sa táto odpadová voda môže dostať aj do zdrojov pitnej vody, keďže pôvodní obyvatelia Kanady žijú v odľahlejších častiach a tam sa ňou sprchujú alebo v nej umývajú riad. Neraz nemajú prístup k centrálnemu zdroju pitnej vody, a tak sú nútení piť takúto vodu, pretože zdroj je od nich ďaleko.
Molekula reaguje so slnečným svetlom
Na odstránenie baktérií a znečistenia z vody využíva vaša molekula kvantovú chémiu a umelú inteligenciu, pričom molekula absorbuje žiarenie zo slnka, vďaka ktorému dokáže vyčistiť vodu. Ako to funguje?
Pomocou umelej inteligencie dokážeme analyzovať rôzne molekuly fotokatalyzátorov, ktoré by mohli potenciálne vyčistiť vodu. Z týchto molekúl sa snažíme vytvoriť prášok rozpustný vo vode. S umelou inteligenciou tiež objavujeme, ktorá konkrétna molekula je bezpečná pre naše zdravie. Kvantovú chémiu využívame na simulácie daných molekúl fotokatalyzátorov, aby sme pochopili, ako budú reagovať s kontaminantmi vo vode bez nejakej ďalšej syntetizácie.
Stačí nám teda celý tento proces vytvoriť počítačom a pozorujeme, či daná molekula eliminuje špeciálne znečisťujúce látky vo vode. Vtedy túto molekulu fotokatalyzátorov syntetizujeme v laboratóriu, kde ju zároveň aj otestujeme. Keď fotokatalyzátory vystavíte slnečnému žiareniu, vo vode vytvoria hydroxylové radikály, teda veľmi malé reaktívne častice, ktoré napádajú bunky a väzby daných kontaminantov a zmenia alebo zjednodušia ich štruktúru, ktorá už nie je nebezpečná pre ľudské zdravie.
Čiže táto molekula musí byť vystavená slnečnému alebo umelému svetlu, aby bola funkčná?
Presne tak. Doteraz existovali fotokatalyzátory iba na báze UV žiarenia, takže aby boli funkčné, museli sme mať k dispozícii UV reaktor, ktorý je oveľa drahší. Preto sme sa snažili vytvoriť cenovo dostupnejšiu alternatívu, aby sme mohli fotokatalyzátory využiť aj pri slnečnom žiarení.
Diana a jej tím zamestnancov v Keni. Zdroj: osobný archív D. V.
Za aký čas vyčistí vodu molekula vystavená slnečnému žiareniu?
Závisí to od špecifického katalyzátora, ale zo začiatku to bolo 30 minút. Teraz sme objavili molekuly, ktoré dokážu vyčistiť vodu do 10 minút. Katalyzátor je na báze fotónov, čo znamená, že sa celý nespotrebuje v danej chemickej reakcii, ale môže sa využiť znova. Vytvorili sme z neho akýsi kryt na filtre či membrány, čím má niekoľkonásobné využitie počas jedného roka. Využili sme tu jednu metódu z Japonska, kde z fotokatalyzátorov vytvárajú samočistiace kryty na okná. Aj my ich využívame podobným spôsobom, pretože tieto kryty dokážu vyčistiť veľký objem vody a dajú sa opätovne využívať počas jedného roka.
Ako ste vytvorili tieto molekuly?
Pomocou syntetizácie, teda v laboratóriu za pomoci rôznych prístrojov. Najskôr ich zahrievame pri vysokej teplote, potom ich ochladzujeme a vytvoríme z nich prášok, ktorý sa rozpustí vo vode.
Môžu sa kontaminanty znova objaviť v už čistej vode?
Technológia plne degraduje väzby kontaminantov alebo napadne ich DNA pri biologických patogénoch, takže sa nemôžu znova objaviť.
Technológia zničí väzby kontaminantov alebo napadne ich DNA pri biologických patogénoch, takže sa vo vode už nevyskytnú.
V čom sa táto technológia najviac odlišuje od tabliet či filtrov na čistenie vody, ktoré už poznáme?
Zlepšujeme už existujúce filtre a najväčšou výhodou fotokatalyzátorov je, že zničia chemické a biologické patogény naraz. Snažíme sa objavovať rôzne fotokatalyzátory účinné na odlišné kontaminanty vody, či už ťažké kovy, alebo patogény. Dokážeme teda rôzne problémy vyriešiť pomocou jednotlivých druhov fotokatalyzátorov. Okrem toho využívame iba slnečné žiarenie, takže tento systém môže pomôcť ušetriť elektrickú energiu. Plusom je aj to, že je aktívny po celý rok.
Čiže na každý druh znečistenia vytvoríte molekulu s iným fotokatalyzátorom?
Áno, zatiaľ sme ich vytvorili osem, každý ničí inú skupinu kontaminantov. Týchto osem molekúl zničí najnebezpečnejšie kontaminanty, ktoré zabíjajú osem miliónov ľudí ročne. Momentálne sa zameriavame na najťažšie chemikálie, napríklad DDT (dichlórdifenyltrichlóretán), ktorý pôsobí na centrálnu nervovú sústavu, vyvoláva kŕče a končí sa obrnou dýchania.
Katalyzátor je na báze fotónov, čo znamená, že sa celý nespotrebuje v danej chemickej reakcii, ale môže sa využiť znova. Zdroj: osobný archív D. V.
Univerzita jej poskytla plné štipendium
Ktoré ďalšie najnebezpečnejšie ochorenia spôsobujú jednotlivé kontaminanty?
Najnebezpečnejšia je cholera, ktorá vyvoláva hnačku, najmä u detí mladších ako päť rokov, dehydratuje organizmus a neskôr spôsobuje smrť.
Akým spôsobom zavádzate fotokatalyzátory do praxe v jednotlivých krajinách?
Máme tu partnerstvá s rôznymi organizáciami, s lokálnymi konzultantmi, od ktorých dostávame informácie o množstve znečistenia pitnej vody. Vďaka nim môžeme fotokatalyzátory predávať v daných krajinách. V Keni sú špeciálne stanice s vodou, ktorá však môže byť znečistená. Nevyčistíte ju chlórom, pretože chlór nezabíja všetky patogény, navyše voda po ňom hnusne chutí a smrdí. Preto sme vytvorili vodné stanice, kde ju vyčistia fotokatalyzátory. Ľudia si túto vodu môžu zakúpiť, ale platia oveľa menej než za balenú vodu. Trubice, cez ktoré voda tečie, sú priesvitné, aby cez ne prechádzalo svetlo, ktoré aktivuje fotokatalyzátor. Ten potom vyčistí vodu. Takýchto stánkov prevádzkujeme po celej krajine stovky.
Nevýhodou chlóru oproti fotokatalyzátorom je, že nezabíja všetky patogény, navyše voda po ňom smrdí.
Študujete počítačové inžinierstvo na Univerzite v Toronte. Ako vám tento odbor pomáha pri práci na inovatívnej technológii čistenia vôd?
Myslím si, že Univerzita v Toronte patrí medzi top päť svetových univerzít v oblasti podnikania a že bez jej pomoci by som nerozumela, ako funguje biznis. Na druhej strane však nemám pocit, že by mi štúdium rovnako pomohlo aj pri výskume, keďže všetko budujem sama a nie som súčasťou žiadnej výskumnej skupiny z univerzity.
Máte teda upravené štúdium, aby ste stíhali popritom aj podnikať?
Áno, maximálne mi vyjdú v ústrety, ak sa zúčastním napríklad na veľkej konferencii týkajúcej sa znečistenia vody. Semester tu trvá štyri mesiace, skúšky máme raz za pol roka a počas roka musím absolvovať menšie priebežné testy. Z každého získam určité percentá, ktoré sa započítavajú do finálnej známky. Prednášky však nie je povinné navštevovať – stačí, ak úspešne absolvujem príslušné skúšky. Mnohé materiály máme dostupné online, takže sa môžem sústrediť len na konkrétne testovania. Ja mám plné štipendium, no moji spolužiaci platia aj 80 000 dolárov ročne. Ak však neprejdem skúškami, musím si štúdium hradiť sama.
Diana a jej prvý investor Alexis Ohanian v septembri 2023. Zdroj: osobný archív D. V.
O aké štipendium ide?
Toto štipendium mi pokrýva náklady na školné, ubytovanie aj jedlo počas celého štúdia. Každý rok vyberú 37 žiakov z celého sveta z rôznych odborov, ktorým ho pridelia. Suma je okolo 450 000 dolárov a podmienkou je, aby som prešla všetkými skúškami, pri ktorých neexistujú opravné termíny, a ak ich nespravíte, musíte zaplatiť okolo 10 000 dolárov za jeden predmet, aby ste skúšku mohli opakovať. Väčšinou zaváži percentuálny priemer všetkých skúšok. Ak je menšie ako 60 percent, musíte opakovať celý ročník.
Rozširuje svoj tím
Za technológiu ste získali množstvo ocenení, ocitli ste sa aj v rebríčku Forbes 30 najúspešnejších ľudí pod 30 rokov. Ktorý úspech je pre vás najvýznamnejší?
Zlomovým úspechom, ktorý mi celkom zmenil život, bolo získanie plného štipendia na štúdium v Kanade. Hlásila som sa na niekoľko univerzít v Anglicku, USA a Kanade. V ostatných krajinách mi nedali štipendium, ale ja som chcela vždy študovať v zahraničí. Vďaka nemu nemusím brigádovať, môžem sa plne sústrediť na štúdium alebo sa venovať vlastnej firme.
Čo sa týka ocenení, tak pred dvomi rokmi som získala ekologický fellowship od zakladateľa Redditu Alexisa Ohaniana, ktorý mi venoval grant vo výške stotisíc amerických dolárov. Išlo o môj prvý grant, ktorý si doteraz veľmi vážim. Neskôr som získala množstvo ďalších ocenení, ale tieto, ktoré som spomínala, mi najviac zmenili život. Rovnako som sa stala najmladšou ocenenou Clean50, ktoré každoročne uznáva kanadských lídrov v oblasti udržateľnosti za ich príspevky počas predchádzajúcich dvoch rokov. Najdôležitejšie však pre mňa nie sú ocenenia, ale aby fungovala moja firma. Stále mám pocit, že aj po všetkých týchto uznaniach som rovnaký človek ako predtým.
Čo teda považujete za svoj najväčší úspech?
Najväčším úspechom pre mňa je to, že som dokázala vyzbierať investície na rozbehnutie svojho nápadu. Získala som takmer tri milióny a trvalo mi to približne štyri mesiace. Predstavte si, že máte aj pätnásť telefonátov denne, počas ktorých prezentujete svoju firmu investorom. Väčšinou sa pýtajú tie isté otázky a moja skúsenosť je taká, že ma odmietlo asi deväť z desiatich ľudí. Rovnako si vážim aj to, že sme získali provizórny patent na túto technológiu, ktorý budú postupne schvaľovať.
Diana a herec Matt Damon v septembri 2024. Zdroj: osobný archív D. V.
Aké sú vaše ďalšie plány?
Aktuálne som dokončila investičné kolo a snažím sa rozšíriť tím zamestnancov. Zatiaľ máme počítačového chemika, syntetického chemika a množstvo ďalších pozícií. Snažíme sa nájsť tých najlepších ľudí do tímu. Tento rok pracujeme na projektoch v Keni, USA a Kanade v celkovej hodnote jeden a pol milióna dolárov a verím, že podobné projekty budú postupne pribúdať.
(RR)
