Uznávaná chemička a odborníčka na polymérne materiály Ing. Mária Omastová, DrSc., získala ocenenie za aplikácie nanotechnológií v interdisciplinárnom výskume polymérnych kompozitov a nanokompozitov so zameraním na senzory, biosenzory, aktuátory a solárne články.
Ing. Mária Omastová, DrSc. pochádza z Batizoviec. Študovala na Chemickotechnologickej fakulte SVŠT v Bratislave. Titul Ing. získala v špecializácii Technická fyzikálna a analytická chémia. V rokoch 1985 – 1988 absolvovala študijný pobyt v Ústave polymérov SAV v Bratislave, kde bola v r. 1988 – 1991 doktorandkou a v r. 1992 – 1993 výskumnou a vývojovou pracovníčkou. V roku 1993 získala v SAV titul PhD. a v roku 2009 DrSc. v odbore Makromolekulová chémia.
V roku 1994 absolvovala ročnú post-doktorandskú stáž na Ústave pre výskum polymérov v Drážďanoch v Nemecku. Pracovala na projekte Antistatické polymérne zmesi. Od roku 1995 pracuje v Ústave polymérov SAV, najskôr ako výskumná a vývojová pracovníčka, v r. 1996 – 2008 samostatná vedecká pracovníčka a od mája 2008 je vedúcou vedeckou pracovníčkou a vedúcou Oddelenia kompozitných materiálov.
Od roku 2012 je členkou Učenej spoločnosti pri SAV. V r. 2013 – 2014 bola predsedníčkou Slovenskej chemickej spoločnosti. Od roku 2015 je jej podpredsedníčkou a od roku 2015 členkou Predsedníctva Slovenskej akadémie vied. Okrem iných aktivít je reprezentantkou Slovenska v European Polymer Federation. Získala významné ocenenia. V roku 2015 jej udelili Medailu Daniela Belluša za výnimočné zásluhy o rozvoj chémie. V roku 2012 a 2016 získala Prémiu Slovenského literárneho fondu za trojročný vedecký ohlas v kategórii technické vedy (II. miesto). V rokoch 2005 až 2013, absolvovala niekoľko stáží ako pozvaný profesor na Univerzite Paris-7 vo Francúzsku.
Vo výskumnej činnosti sa venuje aplikáciám nanotechnológií a nanomateriálov, ktoré zahŕňajú prípravu a modifikáciu častíc vodivých polymérov, nanočastíc na báze uhlíka a ich kombináciami s inými nanočasticami alebo s inými polymérmi, organickými alebo anorganickými substrátmi, s cieľom vytvoriť nové druhy materiálov pre aplikácie v rôznych zariadeniach.
Chemické senzory v súčasnosti reprezentujú rýchlo rastúcu oblasť výskumu, ktorá poskytuje množstvo aplikácií pre každodenný život, ako aj pre sofistikované analýzy s praktickým impaktom. Vývoj biosenzorov na báze grafénu sa začal okamžite po jeho objavení, s využitím jeho unikátnych vlastností. Keďže táto oblasť sa vo vedeckej komunite rýchlo rozvíja, zapojenie do medzinárodných projektov aj mimo Európy svedčí o dôležitosti a aktuálnosti skúmanej problematiky.
Špičkovú kvalitu výskumu Ing. Márie Omastovej, DrSc., potvrdzuje vysoká citovanosť publikácií (125 CC), široká medzinárodná spolupráca, pozvané prednášky na medzinárodných vedeckých konferenciách a zaradenie jej tímu do kategórie „špičkový“ v roku 2011 v hodnotení ARRA agentúry „Identifikácia špičkových vedeckých tímov a ich členov na SAV“.
M. BARTOŠOVIČOVÁ: V jubilejnom 20. ročníku súťaže Vedec roka Slovenskej republiky vám bolo udelené prestížne ocenenie Vedkyňa roka SR 2016. Čo pre Vás toto ocenenie znamená a s akými pocitmi ste si ho prevzali?
M. OMASTOVÁ: Veľmi si vážim toto ocenenie. Je naozaj potešujúce, keď si niekto všimne, že človek urobil a snaží sa urobiť pre vedu a pre spoločnosť niečo záslužné aj na našom malom Slovensku… Je to ocenenie aj môjho kolektívu, pretože v súčasnom vedeckom výskume už málokto dokáže pracovať sám, a zároveň je to aj ocenenie našej dlhoročnej výskumnej práce. Veľmi sa teším z toho, že mám okolo seba mladých ľudí, doktorandov, ktorých som vychovala a po absolvovaní post-doktorandských stáží sa vrátili na ústav, kde pokračujú vo vedeckej práci. A samozrejme teší ma, že máme v kolektíve aj mladých šikovných doktorandov, ktorí v súčasnosti pracujú na problematikách, ktoré rozvíjame. Ich záujem a zanietenosť vo vedeckej práci je tiež jedno z najkrajších ocenení.
M. B.: Mohli by ste nás oboznámiť s vašou vedeckovýskumnou činnosťou?
M. OMASTOVÁ: Od mojej post-doktorandskej stáže na Ústave polymérneho výskumu v Drážďanoch sa venujem výskumu kompozitov. Kompozity sú heterogénne systémy tvorené minimálne dvoma fázami, obvykle rozdielneho chemického zloženia, ktoré sa od seba líšia svojimi fyzikálnymi a mechanickými vlastnosťami. Keďže pôsobím na Ústave polymérov SAV, pripravujeme a študujeme polymérne kompozity. V týchto materiáloch sa rôznym spôsobom kombinujú vlastnosti použitého polyméru, ako sú: nízka hustota, spracovateľnosť pri nízkych teplotách, malá tepelná aj elektrická vodivosť, a iné, a vlastnosti plniva. Pri anorganických plnivách sú to vysoká hodnota pevnosti, tuhosti, tvrdosti, vysoká tepelná a elektrická vodivosť, v prípade kovov aj tepelná stabilita. Pri organických plnivách sú to síce o niečo nižšie hodnoty pevnosti, tuhosti, tvrdosti a iných vlastností, ale v porovnaní s anorganickými sú oveľa dostupnejšie a lacnejšie, ich výhodou je aj nižšia merná hmotnosť a abrazívnosť.
V mojom výskume používame najčastejšie elektricky vodivé plnivá, ako sú sadze, vodivé polyméry a ďalšie. V poslednom období sa venujeme príprave polymérnych nanokompozitov, kde sa ako plnivá používajú častice menšie ako 100 nanometrov. Malý rozmer nanočastíc má veľa výhod. Napríklad nanočastice menej rozptyľujú svetelné lúče a je tak možné vyrobiť kompozit so zlepšenými elektrickými a mechanickými vlastnosťami, ktorý si zachová svoju priehľadnosť. Taktiež malý rozmer znamená, že nanočastice nevytvárajú oblasti s vysokou pevnosťou a nezhoršujú tak výrazne jeho spracovateľnosť. Nano-rozmer plniva vedie k výnimočne veľkej medzifázovej ploche, keď sa rozdistribuuje v polymérnej matrici. Kvôli vysokej povrchovej aktivite nanočastíc je však často problematické ideálne rozdispergovať nanočastice v polyméri a je nutné ich povrchovo upravovať, aby sa neagregovali a nevytvárali zhluky.
Venovali sme sa povrchovej modifikácii uhlíkových nanotrubičiek, ktoré sa rozdispergovali v elastoméroch a po ich orientácii sme získali polymérny kompozit, ktorý sme skúmali ako aktuátor počas riešenia európskeho projektu 7 RP. Konečným cieľom projektu bolo vyvinutie dotykových displejov, na ktorých bude možné zobrazovať nielen text, ale zložité grafické útvary, rovnice, obrázky a podobne, vo forme reliéfov, čo uľahčí prístup k informáciám zrakovo postihnutým ľuďom prostredníctvom počítačov.
M. B.: Na ktoré dosiahnuté výsledky ste najviac hrdá?
M. OMASTOVÁ: Práve spomínaná práca na vývoji nových typov aktuátorov s polymérnou matricou a uhlíkovými nanotrubičkami je jedným z medzníkov, kde sme využili nanotechnológie pri príprave nových materiálov, a v spolupráci s kolegami v Barcelone a Cambridge sme dosiahli zaujímavé výsledky. Druhou oblasťou, kde som dosiahla významné vedecké výsledky, sú elektricky vodivé polyméry, najmä polypyrol a polyanilín. Študovali sme vplyv aditív pridaných do polymerizačnej zmesi na vlastnosti vodivých polymérov. Zistili sme, že aniónové tenzidy výrazne ovplyvňujú štruktúru, morfológiu a elektrickú vodivosť pripravených vodivých polymérov. Tenzidy sa používajú pri príprave nanoštruktúr tejto špeciálnej triedy polymérov. Práce z toho obdobia sú veľmi citované, najcitovanejšia už má vyše 300 citácií, a to znamená, že sú originálne a zaujali odbornú verejnosť. Dôležité ale je, že doposiaľ čerpáme z týchto výsledkov aj pri príprave nových nanoštruktúr, ktoré študujeme, ako elektródové materiály, ktoré nahradili drahé platinové elektródy v solárnych článkoch a darí sa nám.
M. B.: Na čom pracujete v súčasnosti?
M. OMASTOVÁ: Pripravujeme polymérne nanokompozity, ako sú elektricky vodivé nanovlákenné štruktúry ďalšími metódami, a jednou z nich je elektrostatické zvlákňovanie. Venujeme sa povrchovej úprave elektrostaticky zvlákneného polyméru vodivým polymérom – polypyrolom. Naša snaha o komplexnú povrchovú úpravu bola úspešná, pričom na charakterizáciu a potvrdenie predpokladaných vlastností sa využilo široké spektrum metodík. Cieľom prípravy takto upravených netkaných textílií je ich použitie pre tkanivové inžinierstvo. Keďže tento materiál bol v predbežných testoch potvrdený ako biokompatibilný, úzko spolupracujeme s biotechnologickými laboratóriami pre komplexné testovanie vlastností, ako je toxicita, rýchlosť rastu a delenia buniek.
Skúmame nanomateriály na báze uhlíkových nanotrubičiek, grafénu, oxidu grafénu a vodivých polymérov, ktoré potom používame pre prípravu protielektród do solárnych článkov. Výnimočné vlastnosti nanočastíc sú predpokladom pre dosiahnutie náročných požiadaviek na materiály pre nový typ zariadení, kde možno preukázať fotovoltaické vlastnosti týchto nanomateriálov.
Súčasný výskum je multidisciplinárny, nie je v možnostiach jedného vedca pokryť riešenie náročných vedeckých úloh. Príkladom sú naše dva projekty, ktorých cieľom je vývoj inovatívnych dvojrozmerných multifunkčných nanoplatforiem, grafén-oxidovej multifunkčnej nanoplatformy a platformy na báze sírnika molibdeničitého, pre detekciu nádorových buniek a ich neskoršiu liečbu. Na grafén-oxidovú platformu sme naviazali magnetické nanočastice, ktoré umožnia detekciu v hĺbke tkanív pomocou nukleárnej magnetickej rezonancie, a monoklonové protilátky, špecifické pre nádorový marker. Analýza základných interakcií vzťahujúcich sa k detekcii rakoviny bude uskutočnená in vitro na 2D a 3D modeloch buniek až do štádia funkčného prototypu, ktorý bude priamo použiteľný pre laboratórne a predklinické testovanie. Projekt je založený na komplexnom multidisciplinárnom prístupe, od fyziky a chémie až po biomedicínu. Kombinuje špičkovú vedu a najsofistikovanejšie nano a bio-inžinierstvo a taktiež špičkové tímy z pracovísk SAV, ako sú Ústav experimentálnej fyziky v Košiciach, Fyzikálny ústav SAV a Virologický ústav BMC SAV.
M. B.: Máte nejakú métu, ktorú by ste chceli vo svojom odbore dosiahnuť?
M. OMASTOVÁ: Mne strašne vadí ako sa chémia v spoločnosti momentálne vníma, najmä v tom negatívnom zmysle. V súvislosti s chémiou počujeme často len o nešťastiach, ktoré spôsobila, ale za všetkým je človek a jeho zlyhanie. A je to práve naopak, chémia je úžasná veda, ktorá poskytuje naozaj nevyčerpateľné množstvo reakcií prípravy nových materiálov a zlúčenín. Chémia je všade okolo nás. Keď sa ráno zobudíme, na všetko na čo siahneme, od zubnej pasty až po oblečenie, sú aj polymérne materiály, na ktorých pracujeme. Každý z vedcov má vízie, kde by chcel posunúť svoj výskum, zamýšľa sa nad problémami súčasnej doby, ktoré by chcel vyriešiť. Pre mňa je to spojenie vedy a umenia. Súčasné nanotechnológie sú vhodným prostriedkom ochrany kultúrneho dedičstva. Náš prvý projekt s talianskymi kolegami a ďalšími odborníkmi z Európy, žiaľ, nebol podporený európskym projektom. Týkal sa ochrany umeleckých artefaktov, ako sú sochy a iné 3D objekty, pred znečistením a eróziou. Verím však, že v budúcnosti nájdeme lepšiu odozvu a aj financie na výskum.
M. B.: Čo by ste chceli odkázať mladým ľuďom vo vzťahu k vede a výskumu?
M. OMASTOVÁ: V súčasnosti je pomerne ťažké pritiahnuť mladých do vedeckého výskumu, ale je to na nás aby sme sa viac zviditeľňovali a propagovali naše vedecké úspechy. Keď máte študenta, ktorý začne v tíme pracovať skôr ako skončí štúdium, keď už diplomovú prácu robí na vedeckom pracovisku a jeho záujem o riešenie nových problémov pretrvá, už máme niekoho, kto nastúpi na PhD. Prešiel cez prvú náročnú etapu štúdia problematiky. Lebo na začiatku je všetko vždy ťažké. Keď študenti prídu na nové pracovisko, a sú to aj výborní študenti z fakulty, prídu do nového odboru, do ktorého sa dostávajú postupne a musia sa vlastnou prácou, štúdiom a zanietením popasovať s novými poznatkami. Chvíľočku to samozrejme trvá, nie je to ani mesiac, ani dva, trvá to dlhšie, ale nakoniec myslím si, že už málokto odíde, keď pochopí čaro výskumnej práce, tak už zotrvá. Vedecký výskum to je stála výzva pre mladých, aby mohli pracovať nielen v chémii, ale súčasnosti už v podstate multidisciplinárnom výskume, kde sa chemik so svojimi znalosťami zapája do riešenia problémov vedy a spoločnosti. Je ale je samozrejmé, že chémia musí najskôr človeku učarovať, musí to byť jeho srdcová záležitosť.
V súčasnosti v Slovenskej akadémii vied máme výborné podmienky na to, aby sa mladý človek mohol vo svojom výskume realizovať a rozvíjať. Zaujímavé výskumné témy, vynikajúce prístrojové vybavenie, skúsení vedci a vedecké tímy sú zárukou úspešného napredovania vedeckého bádania aj mladého vedca. Sme radi, keď nás študenti oslovia potom, keď naše pracovisko navštívili počas Dňa otvorených dverí, keď videli naše výskumné zariadenia a produkty výskumu. Pritiahla ich aj naša dobrá reputácia, veď Ústav polymérov v poslednom hodnotení zahraničnými expertami dosiahol to najvyššie ohodnotenie. Vieme, že na Slovensku máme problém, že nám mladá generácia odchádza študovať na vysoké školy do zahraničia a už potom sa len ťažko vráti späť. A toto sa musí riešiť systémovými krokmi a opatreniami na vyššej úrovni. Veda, technológie a inovácie sú stále dôležitejšie pre zvýšenie kvality nášho života, investície do vedy a mladých výskumníkov je to najrozumnejšie čo môže spoločnosť pre svoju budúcnosť urobiť.
M. B.: Ďakujem za rozhovor. V mene redakcie gratulujeme.
Rozhovor pripravila a uverejnila: Marta Bartošovičová, NCP VaT pri CVTI SR
Foto: Ján Michálik, NCP VaT pri CVTI SR