Profesor a medzinárodný odborník v oblasti analytickej chémie získal Cenu za vedu a techniku 2024 v kategórii Osobnosť vedy a techniky.
Prof. Ing. Ľubomír Švorc, DrSc., laureát Ceny za vedu a techniku 2024 v kategórii Osobnosť vedy a techniky. Zdroj: CVTI SR
Profesor Ľubomír Švorc, medzinárodný odborník v oblasti analytickej chémie, si v rámci tohtoročného Týždňa vedy a techniky prevzal Cenu za vedu a techniku 2024 v kategórii Osobnosť vedy a techniky. Jeho hlavnou doménou je vývoj, validácia a využitie progresívnych analytických metód v oblasti farmaceutickej, klinickej, potravinárskej a environmentálnej analýzy.
Laudácio prof. Ing. Ľubomíra Švorca, DrSc. (.pdf)
V našom rozhovore sa rozprávame o pocitoch, ktoré ho sprevádzali pri prijatí potešujúcej správy o ocenení, o jeho motivácii, výzvach a ceste za úspechom. Vedec tiež vysvetľuje jedinečný prínos a budúcnosť elektroanalytických metód. Približuje svoj vedecký výskum a pedagogickú činnosť na Fakulte chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity v Bratislave, ktoré považuje za spojené nádoby.
S akými pocitmi ste prijali správu, že ste boli ocenený v kategórii Osobnosť vedy a techniky, ktorú ste získali v rámci tohtoročnej Ceny za vedu a techniku?
Správu o ocenení v kategórii Osobnosť vedy a techniky som sa dozvedel tesne pred mojím odchodom na služobnú cestu na Univerzitu v Lodži v Poľsku. Správu som prijal s veľkou radosťou, poctou a pokorou. Som nesmierne rád, že výsledky nášho pätnásťročného vedeckého úsilia a práce a ich doterajší prínos boli ocenené takýmto prestížnym spôsobom.
Tento moment je pre mňa silnou pripomienkou toho, že tvrdá práca, odhodlanie a nadšenie pre vedecký výskum majú zmysel.
Tento moment je pre mňa silnou pripomienkou toho, že tvrdá práca, odhodlanie a nadšenie pre vedecký výskum majú zmysel. Ocenenie je zároveň výzvou pokračovať vo vedeckej činnosti s rovnakým zapálením, aby výsledky nášho výskumu mohli prispievať k zlepšeniu a inovácii v rôznych oblastiach analytickej praxe, k rozvoju vedného odboru analytická chémia a taktiež aby pozitívne ovplyvňovali ďalších mladých vedcov. Bez účasti zanietených študentov a nádejných mladých výskumníkov v našom laboratóriu by sme kvalitný výskum nemohli realizovať. Toto ocenenie patrí všetkým, ktorí majú zásluhu na rozvoji moderných elektroanalytických metód v Ústave analytickej chémie Fakulty chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity v Bratislave.
V roku 2022 ste boli vo výnimočne mladom veku vymenovaný za vysokoškolského profesora v odbore analytická chémia. S akými výzvami ste sa stretli na vašej ceste za úspechom?
Byť vymenovaný za vysokoškolského profesora v mladom veku je pre mňa veľký úspech, ktorý so sebou prináša viaceré výzvy. Medzi hlavné patrilo získanie dôvery a rešpektu kolegov na našej alma mater, najmä ak je človek mladší než mnohí z nich. Ďalšou výzvou je udržiavať sa v popredí vedeckého odboru analytická chémia, čo vyžaduje neustále štúdium, výskum a inováciu, keďže táto oblasť sa dynamicky vyvíja, zvlášť v prípade miniaturizovaných elektrochemických senzorov.
Moderné elektroanalytické metódy sú čoraz dostupnejšie, využiteľnejšie a efektívnejšie nielen pre vedecký výskum, ale aj pre praktické laboratóriá. Foto: Alžbeta Burianová/CVTI SR
Snažím sa zachovávať rovnováhu medzi pedagogickou činnosťou, vedeckou prácou a publikovaním výsledkov, pretože akademické prostredie je veľmi súťaživé. Kľúčovou oblasťou je aj vedenie a motivovanie študentov a mladých výskumníkov. Treba myslieť aj na zaobstaranie finančných prostriedkov na vedecký výskum. Tieto výzvy si neraz vyžadujú istú dávku trpezlivosti, vytrvalosti a schopnosti prispôsobiť sa rôznym situáciám. Som rád, že sa mi ich darí úspešne zdolávať.
O vývoji elektrochemických senzorov a analýze
Pôsobíte v Laboratóriu moderných elektroanalytických metód. Kam sa posunul vývoj v tejto oblasti za uplynulé roky?
Vývoj v oblasti moderných elektroanalytických metód prešiel za obdobie posledných dvadsiatich rokov významným pokrokom najmä vďaka inováciám v oblasti senzoriky, automatizácie, miniaturizácie, vývoja a aplikácie pokročilých elektródových materiálov. Do laboratórnej praxe sa zaviedli nové a perspektívne elektrochemické senzory na báze rozličných elektródových materiálov, ktoré umožňujú presnejšie, citlivejšie, ale aj selektívnejšie analýzy. Napríklad vývoj a využitie nových typov nanomateriálov a biokompatibilných povrchov výrazne zlepšil citlivosť elektrochemických senzorov a umožnil flexibilnejšie analytické stanovenie stopových množstiev rozličných látok v komplexných vzorkách, ako je krv alebo vzorky životného prostredia.
Ďalší posun nastal v oblasti prenosných zariadení a automatizácie pre elektrochemickú analýzu, čo umožňuje rýchle analýzy priamo v teréne bez nutnosti prevážania vzorky do laboratória. V oblasti softvérového vybavenia a spracovania dát došlo k výraznému pokroku, vďaka čomu dokážeme z nameraných údajov získať oveľa viac informácií. Tým sa otvárajú nové možnosti v diagnostike, monitorovaní znečistenia a v medicíne. Tieto trendy prispievajú k tomu, že moderné elektroanalytické metódy sú čoraz dostupnejšie, využiteľnejšie a efektívnejšie nielen pre vedecký výskum, ale aj pre praktické laboratóriá.
Vaša najcitovanejšia práca podľa Google Scholar sa zameriava na nové elektródové materiály, napríklad na báze bórom dopovaného diamantu, ktoré majú riešiť úlohy potravinárskej, klinickej a environmentálnej stopovej analýzy. Aké boli najdôležitejšie závery tejto práce? V čom vidíte jej jedinečný prínos?
Ide o vedeckú prácu s názvom Green electrochemical sensor for environmental monitoring of pesticides: Determination of atrazine in river waters using a boron-doped diamond electrode, ktorá bola publikovaná v roku 2013 v renomovanom časopise Sensors and Actuators B: Chemical a je na ňu evidovaných viac ako stopäťdesiat citácií.
Atrazín je chlórtriazínový derivát, ktorý sa používal v poľnohospodárstve na elimináciu buriny. Od prvého augusta 2005 je jeho používanie zakázané, lebo má negatívne účinky na ľudské zdravie a priesakom z pôdy dokáže kontaminovať vodu. Z redoxného hľadiska ide o látku, ktorá sa redukuje pri značne negatívnych potenciáloch, a ako elektrochemický senzor slúžila doposiaľ ortuťová kvapková elektróda. V uvedenej práci sme sa zamerali na vývoj, validáciu a aplikáciu novej a progresívnej elektroanalytickej metódy na rýchle a jednoduché stanovenie atrazínu s využitím environmentálne akceptovateľného („zeleného“) prístupu.
O výbere látok, ktoré budú objektom skúmania, rozhoduje okrem iného vedecká relevancia a prínos pre spoločnosť. Foto: Ľubomír Švorc/CVTI SR
Tento alternatívny prístup spočíval vo využití citlivého elektrochemického senzora na báze elektródy z bórom dopovaného diamantu (BDD). Senzor poskytol priaznivé analytické parametre na stanovenie atrazínu vo vzorkách rozličných riečnych vôd. V budúcnosti môže vyvinutá metóda s BDD elektródou slúžiť ako výborná alternatíva k elektroanalytickým metódam využívajúcim ortuťové elektródy (polarografia) a aj ako náhrada k sofistikovanejším a cenovo nákladnejším separačným analytickým metódam. Táto vedecká práca bola v roku 2014 ocenená Cenou Metrohm ČR za najlepšiu publikáciu mladého elektroanalytického chemika do 35 rokov.
Analyzujete naozaj široké spektrum látok od liečiv cez potravinárske prísady až po pesticídy. Na základe čoho sa rozhodujete? Ovplyvňuje výskum aj dopyt zo súkromnej sféry?
Pri výbere látok, ktoré budú objektom skúmania, sa rozhodujeme podľa viacerých kritérií. Jednými z najdôležitejších sú vedecká relevancia a samotný prínos príslušných látok pre spoločnosť. Zameriavame sa na štruktúrne rozmanité organické látky s rozličným biologickým účinkom, ktoré majú významné aplikácie v medicíne, vo farmácii, v potravinárstve či v environmentálnych vedách, a kde zároveň existuje potenciál na zlepšenie, zrýchlenie a inováciu doteraz využívaných analytických metód. Výskum ovplyvňuje aj dopyt napríklad zo súkromnej sféry, najmä ak existuje potreba pre spoľahlivejšie, rýchlejšie alebo citlivejšie stanovenie konkrétnych látok. Spolupráca analytických laboratórií v akademickom prostredí so súkromným sektorom prináša nové výzvy, ale aj príležitosti na aplikáciu vyvinutých metód v reálnom prostredí, čo nám vedcom a pedagógom pomáha lepšie porozumieť aktuálnym potrebám trhu.
Vďaka pokročilým algoritmom AI dokážu chemici efektívnejšie spracovávať a analyzovať veľké objemy dát.
Umelá inteligencia sa každým dňom dostáva čoraz hlbšie do bežnej praxe aj vo výskume. Ovplyvňuje vašu prácu napríklad zlepšením analýzy údajov a optimalizáciou experimentálnych metód?
Áno, umelá inteligencia (AI) má významný dosah aj na prax a výskum v oblasti chémie. Vďaka pokročilým algoritmom AI dokážu chemici efektívnejšie spracovávať a analyzovať veľké objemy dát alebo optimalizovať experimentálne metódy tým, že AI predpovedá výsledky na základe predchádzajúcich experimentov a navrhuje najefektívnejšie parametre alebo riešenia pre nové experimenty. Napríklad v rámci analytickej chémie môže AI zlepšiť presnosť a rýchlosť detekcie, čo je zvlášť dôležité pri sledovaní dynamických procesov alebo pri práci so vzorkami s komplikovaným zložením.
Moje doterajšie skúsenosti s AI sú zatiaľ na báze jej využitia ako užitočného zdroja informácií. Vnímam však aj potenciál v prepojení AI s modernými elektroanalytickými metódami, čo by umožnilo ešte robustnejšiu automatizovanú analýzu a spoľahlivú interpretáciu údajov v reálnom čase.
Podľa Ľubomíra Švorca sa vedeckovýskumná činnosť posúva aj vďaka šikovným študentom a mladým výskumníkom. Foto: Alžbeta Burianová/CVTI SR
Práca so študentmi, motivácia a budúcnosť
Okrem toho, že ste analytický chemik srdcom i dušou, ste aj oduševnený pedagóg, o čom svedčí získané ocenenie Učiteľ roka STU 2022. Čo vás na učení baví najviac?
Vedecký výskum a pedagogickú činnosť na Fakulte chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity v Bratislave považujem za spojené nádoby. Aktívnu vedeckovýskumnú činnosť si neviem predstaviť bez účasti šikovných a zanietených študentov a mladých výskumníkov v našom pracovnom kolektíve.
Pri učení ma najviac baví práve možnosť inšpirovať a viesť študentov k objavovaniu ich potenciálu a záujmu o danú problematiku. Vidím to každoročne aj v našom laboratóriu. Je úžasné sledovať, ako prekonávajú prvotné obavy a postupne začínajú chápať celkový koncept príslušnej práce a jej potenciálneho prínosu pre zlepšenie kvality nášho života a prostredia. Patrím medzi učiteľov, ktorí preferujú interakčný štýl práce, radi prepájajú teóriu s praxou a ukazujú študentom, ako môžu získané znalosti v analytickej chémii priamo aplikovať na reálne problémy v praxi. To zároveň otvára diskusiu a podporuje kreativitu a kritické zmýšľanie medzi študentmi. Byť súčasťou ich osobnostného rastu s mojím priamym pozitívnym vplyvom je pre mňa obrovskou motiváciou a zároveň potešením.
Patrím medzi učiteľov, ktorí preferujú interakčný štýl práce.
Ste človek, ktorý už na prvý pohľad srší energiou. Ako sa motivujete k práci? Máte na to nejaký kľúč?
Môžem potvrdiť, že patrím medzi energických ľudí. Motivácia k práci vychádza z mojej vnútornej zvedavosti a nadšenia pre oblasť, v ktorej sa dlhodobo profilujem. Analytická chémia ponúka nekonečné možnosti skúmať svet do hĺbky a práve táto zvedavosť je pre mňa kľúčová. Inšpiruje ma aj predstava, že výsledky našej práce môžu prispieť k zlepšeniu kvality života a prostredia, v ktorom žijeme, či už ide o nové možnosti v diagnostike, environmentálnej ochrane, alebo o iné aplikácie. Rád si stanovujem menšie, dosiahnuteľné ciele, čo mi dodáva pocit postupu vpred a udržiava ma na ceste k väčším cieľom. V neposlednom rade sa snažím obklopovať ľuďmi, ktorí majú podobnú vášeň, čo je veľmi inšpirujúce. Na tejto ceste ma vždy podporovali rodičia, ktorým vďačím za lásku, výchovu a disciplínu.
Aké máte idey, vízie a plány do najbližšej budúcnosti? Máte vo výskume nejaký nesplnený sen?
Moje plány do budúcnosti zahŕňajú ďalší systematický vývoj, validáciu a úspešné využitie nových a pokročilých elektroanalytických metód s cieľom ich praktického využitia v medicíne, environmentálnych aplikáciách a potravinárskom priemysle. Za hlavný cieľ považujem práve prepojenie súčasných vedeckých poznatkov v tejto oblasti s ich praktickým využitím. Rád by som pokračoval vo vývoji miniaturizovaných prenosných elektrochemických senzorov na báze novodobých a environmentálne akceptovateľnejších materiálov, ktoré umožnia rýchle a spoľahlivé analytické stanovenie liečiv, potravinových aditív, ale aj rôznych škodlivín alebo biomarkerov.
Verím, že prostredníctvom intenzívnej spolupráce s odborníkmi v rôznych oblastiach (napríklad v materiálových vedách, nanotechnológiách, ale aj vo farmácii a v medicíne) sa tieto ciele budú postupne napĺňať. Budem veľmi rád, keď výsledky nášho výskumu prostredníctvom svedomitej práce študentov a mladých vedeckých pracovníkov budú mať pozitívny dosah na spoločnosť, napríklad pri úspešnej aplikácii elektrochemických senzorov v praxi. Jedným z veľkých cieľov je aj vedenie a podpora ďalšej generácie analytických chemikov. Prial by som si, aby mali dostatočnú motiváciu ostať pracovať v odbore, hľadali inovatívne riešenia a pokračovali v objavovaní možností, ktoré analytická chémia ponúka. A týchto možností rozhodne nie je málo.
Záznam z podujatia odvysiela STVR na Dvojke 23. novembra 2024 o 20.10 hod.
