Pre slovenskú vedu získal historicky druhý Grant ERA Chairs, vďaka ktorému vybudoval Laboratórium pokročilých materiálov.
Milan Sýkora. Zdroj: UK v Bratislave, foto: Tomáš Madeja
Chemik Milan Sýkora strávil takmer tri desaťročia na univerzitách a výskumných pracoviskách v USA. V roku 2019 sa vrátil na Slovensko, kde začal budovať v areáli Vedeckého parku Univerzity Komenského v Bratislave (UK v BA) nové pracovisko – Laboratórium pokročilých materiálov. Získal Grant ERA Chairs, ktorý je len druhým takýmto grantom v histórii Slovenska. Doktor Sýkora bol v apríli hosťom cyklu Veda v Centre v Centre vedecko-technických informácií Slovenskej republiky (CVTI SR). Záznam z prednášky si môžete pozrieť u nás na stránke VND.
Čo sa za päť rokov podarilo vybudovať? Podobá sa dnes výskum na UK tomu v Los Alamos, kde pôsobil? Aké pokročilé materiály vyvíjajú v našom Vedeckom parku UK?
Výskum Laboratória pokročilých materiálov prebieha najmä vo Vedeckom parku Univerzity Komenského. Zdroj: Laboratórium pokročilých materiálov
Pracoval pod špičkovým expertom
Ste absolventom Prírodovedeckej fakulty UK, vyštudovali ste chémiu. Ako ste sa dostali do USA?
Promoval som na UK v roku 1990, potom som krátko pracoval na Prírodovedeckej fakulte (PriF UK). V roku 1992 sa mi podarilo dostať sa na doktorát do USA, na univerzitu v Milwaukee vo Wisconsine.
Pre dnešných mladých je to už ako z historického filmu – internet bol vtedy v úplných začiatkoch a o Google vyhľadávači nesnívali ešte ani jeho budúci tvorcovia. Informácie som teda zháňal v katalógoch a časopisoch v knižniciach. Vyhľadal som vedecké články na témy, ktoré ma zaujímali, a kontaktoval som ich autorov, poslal som asi tridsať klasických papierových listov na univerzity v Európe aj v USA. Odpovedali mi len z niekoľkých, ale nakoniec ma prijali na tri školy. Výskumný tím na univerzite v Milwaukee ma svojím výskumom zaujal najviac.
Na čo ste sa počas doktorátu zamerali?
Na štúdium a vývoj materiálov, ktoré majú schopnosť efektívne absorbovať slnečné žiarenie a uložiť ho vo forme chemickej energie. Táto oblasť výskumu sa niekedy nazýva vývoj takzvaných solárnych palív alebo umelá fotosyntéza. Je to stále veľmi aktuálna oblasť výskumu.
Ďalším krokom v mojej akademickej dráhe bola pozícia postdoka na Univerzite v Chapel Hill v Severnej Karolíne. Pokračoval som vo výskume materiálov, ktoré je možné využiť pri konverzii a uskladnení slnečnej energie. Môj mentor profesor Thomas J. Meyer patril v tom čase k najcitovanejším chemikom na svete a špičkovým expertom v tejto oblasti. V roku 2003 som získal miesto výskumníka v Národnom laboratóriu Los Alamos v Novom Mexiku.
Celý tím Milana Sýkoru. Zdroj: UK v Bratislave
Výskum zameraný na jadrové zbrane
Na čo sa zameriava výskum v Los Alamos?
Hlavnou misiou laboratória je udržiavanie funkčnosti jadrového arzenálu. Tomu je venovaných asi osemdesiat percent výskumnej kapacity. Zvyšných dvadsať je civilný výskum; aj toto množstvo predstavuje väčší výskum ako v CERN-e. Je to interdisciplinárne prostredie, kde spolupracujú fyzici, chemici, biológovia a odborníci rôznych inžinierskych profesií. Nachádza sa tam veľký neutrónový urýchľovač, významné centrum pre výskum magnetizmu, centrum pre výskum a vývoj nanotechnológií, centrum pre vývoj palivových článkov pre automobilový priemysel, vývoj technológií pre misie na Mars, centrum pre výskum HIV a ľudského genómu a ďalšie.
V oblasti civilného výskumu je laboratórium v Los Alamos považované za jedno z najprestížnejších a najväčších laboratórií na materiálový výskum na svete.
Robili ste aj vy na výskume súvisiacom s jadrovými zbraňami?
Nie. Tomu som sa zo zásady vyhýbal. Pracoval som len na civilných projektoch, predovšetkým v oblasti nanomateriálov a iných pokročilých materiálov, ktoré môžu byť využité pri zlepšovaní efektivity solárnych článkov, produkcii solárnych palív, v optických detektoroch, v displejoch, zdrojoch svetla, ako aj v biotechnológiách a v medicíne.
Gramatické chyby v hovorenej angličtine tam nikto neriešil, podstatná bola odbornosť, schopnosť riešiť problémy a pracovitosť.
Získavanie grantov
Ako vyzeralo pracovné prostredie?
Pracovné prostredie v Los Alamos je multidisciplinárne a medzinárodné. S kolegami sme sa často zabávali na tom, keď sme v médiách zachytili článok, ktorý sa začínal známym „americkí vedci objavili“. Vo výskumných tímoch, v ktorých som pracoval alebo ktoré som viedol, bolo takmer vždy sedemdesiat až sto percent výskumníkov z krajín iných ako USA. Niečo také ako prízvuk alebo gramatické chyby v hovorenej angličtine tam nikto neriešil, podstatná bola odbornosť, schopnosť riešiť problémy a pracovitosť. Na prácu sme mali k dispozícii všetko potrebné vybavenie. No bola to tiež tvrdá súťaž.
Na financovanie voľného civilného výskumu bolo vyhradených len asi osem percent celkového rozpočtu laboratória a o tieto financie bolo treba súťažiť podávaním žiadostí o granty podobne, ako je to na Slovensku a inde vo svete. Súťaž bola otvorená pre všetkých zamestnancov laboratória, z ktorých veľké percento boli odborníci z tých najprestížnejších amerických a svetových univerzít a inštitúcií. Písanie žiadostí o granty ma síce stálo veľa času, ale vďaka tomu sa mi podarilo získať financie na civilný výskum počas celého môjho šestnásťročného pôsobenia v Los Alamos.
Čo sa zmenilo, že ste sa začali obzerať po novom mieste?
Úlohu hralo, samozrejme, veľa faktorov. Jeden súvisel s politickým vývojom v USA. Keď v roku 2016 vyhral prezidentské voľby Donald Trump, jeho nová administratíva začala tlačiť na to, aby sa laboratórium v Los Alamos zameralo ešte viac na výskum a vývoj jadrových zbraní. Rozpočet na voľný výskum bol postupne redukovaný a manažment začal zvyšovať tlak, aby všetci výskumníci aspoň čiastočne prešli do jadrového výskumu. Keďže som v tejto oblasti nechcel pracovať, začal som zvažovať alternatívy.
Vždy som to bral tak, že sa niečo naučím a vrátim sa na Slovensko.
Druhým, podstatnejším dôvodom bolo to, že som do Ameriky neodchádzal s tým, že chcem emigrovať. Vždy som to bral tak, že sa niečo naučím a vrátim sa na Slovensko. Aby som mohol svoje skúsenosti efektívne odovzdať, chcel som sa vrátiť vo veku, v ktorom by som dokázal aktívne pracovať. Vracať sa na dôchodok mi nedávalo veľmi zmysel. V rokoch 2015 až 2016 sa začalo u nás intenzívnejšie hovoriť o potrebe návratu odborníkov zo zahraničia. Načasovanie sa mi zdalo správne, aby som sa pozornejšie začal pozerať na možnosti návratu. Ako najlogickejšie sa mi zdalo skúsiť sa vrátiť na moju alma mater.
V Laboratóriu pokročilých materiálov. Zdroj: UK v Bratislave, foto: Tomáš Madeja
Budovanie Laboratória pokročilých materiálov
Bol návrat na Slovensko náročný?
Nebolo to úplne jednoduché. Keď som sa kolegov na UK začal pýtať na možné mechanizmy návratu, vysvetlili mi, že na Slovensku je veľký problém nájsť finančnú podporu pre výskumníkov, ktorí sa chcú vrátiť, ako aj na vybudovanie nových výskumných kapacít. Odporučili mi, aby som sa pozrel na rôzne grantové schémy Európskej komisie. Po oboznámení sa s týmito schémami som ešte v USA na jar 2017 napísal návrh na vybudovanie nového laboratória na výskum pokročilých materiálov na UK.
Vybudovanie moderného laboratória malo byť krokom k založeniu interdisciplinárneho študijného programu v oblasti materiálového výskumu. Takýto program je bežný na mnohých zahraničných univerzitách, ale na UK zatiaľ chýba. Na základe môjho návrhu sme potom spolu s tímom kolegov z PriF UK, pod vedením profesora Jozefa Nogu, pripravili žiadosť o grant, ktorý UK ako hostiteľská inštitúcia podala na jeseň 2017 v rámci schémy Horizont 2020, ERA Chairs. Žiadosť bola v silnej medzinárodnej konkurencii úspešná. Po udelení projektu som musel absolvovať medzinárodné výberové konanie, na základe ktorého som získal pozíciu ERA Chair Holder. Okrem týchto profesionálnych krokov bolo, samozrejme, potrebné vyriešiť mnohé osobné veci spojené s presunom medzi kontinentmi po takmer troch desaťročiach.
Pozrite si
Grant ERA Chairs na UK je len druhý takýto grant v histórii Slovenska. Ten prvý získala v roku 2014 Žilinská univerzita. Európska únia schválila UK grant v roku 2018, vo februári 2019 ste nastúpili ako ERA Chair Holder. Aké boli začiatky?
Asi ako každý, kto prejde takýmto prechodom, musel som od začiatku riešiť rôzne výzvy. Prvou výzvou boli laboratórne priestory. Hoci sme mali možnosť využiť priestory na PriF UK, v tom čase sa tam rozbiehala rozsiahla rekonštrukcia v rámci projektu ACCORD. Obávali sme sa teda, že naše priestory by mohli byť počas projektu dočasne zneprístupnené, čo by mohlo viesť k časovým sklzom mimo našej kontroly. Preto sme sa rozhodli vybudovať naše laboratóriá vo Vedeckom parku UK, kde nám boli ponúknuté alternatívne priestory. Rýchlo sme však zistili, že tieto priestory nespĺňajú niektoré technické a bezpečnostné požiadavky spojené s typom výskumu plánovaným v rámci projektu ERA Chairs.
Museli sme teda zrealizovať komplexnú rekonštrukciu týchto laboratórnych priestorov vrátane rozsiahleho prebudovania vzduchotechniky. Táto rekonštrukcia, financovaná zo zdrojov UK, nám trvala viac ako jeden a pol roka. Preskákali sme si rôzne národné aj medzinárodné verejné obstarávania, potom samotnú rekonštrukciu.
Pozrite si
Ďalšou výzvou bolo získanie finančných zdrojov na samotný výskum. Projekty ERA Chairs totiž poskytujú financie len na platy výskumného tímu, ale nie na výskum. Určité financie sa nám našťastie podarilo získať v prvom a druhom roku projektu cez slovenské schémy APVV a VEGA. Treťou výzvou bolo vybudovanie a zatrénovanie samotného výskumného tímu. Tu sme museli opakovane prechádzať cez komplikovaný a časovo náročný proces získavania študentov a výskumníkov z tretích krajín. Situáciu nám pri všetkých týchto výzvach navyše skomplikovala pandémia koronavírusu, ktorá počas dvoch rokov projektu spôsobovala rôzne problémy, ako napríklad lockdowny a zdržiavanie dodávok komponentov počas rekonštrukcie laboratórnych priestorov, komplikácie pri vybavovaní víz pre zahraničných členov tímu a podobne.
Nakoniec sa nám predsa len podarilo vybudovať naozaj moderné, bezpečné laboratórium na vývoj a štúdium materiálov, ako aj kvalitný medzinárodný výskumný tím. Od roku 2022 už naplno bežia výskumné aktivity.
Laboratórium pokročilých materiálov. Zdroj: archív M. Sýkoru
Aktuálny interdisciplinárny výskum
Skúmate to, čomu ste sa venovali v Los Alamos?
Áno aj nie. V USA som sa čiastočne venoval vývoju nových materiálov a čiastočne ich charakterizácii pomocou rôznych pokročilých metód. Veľká časť môjho výskumu bola zameraná na charakterizáciu materiálov pomocou femtosekundovej laserovej spektroskopie. Získať financie na takéto prístrojové vybavenie, ktoré môže stáť aj viac než milión eur, je pre UK momentálne veľmi ťažké.
Preto sme sa v rámci ERA Chairs projektu zatiaľ zamerali viac na prípravu nových materiálov a mnohé charakterizácie riešime prostredníctvom lokálnych alebo zahraničných spoluprác. Náš výskum využíva tradičné, ako aj inovatívne chemické metódy na prípravu materiálov, ktoré majú potenciál viesť k zaujímavým novým objavom alebo technológiám. Podobne ako to bolo v Los Alamos, je to interdisciplinárny výskum s prienikmi do chémie, fyziky, inžinierstva, ale aj do biológie a medicíny a ďalších vedných oblastí.
Čo sa týka samotných materiálov, zatiaľ sme sa zamerali na tri skupiny: kvantovo obmedzené anorganické nanokryštály, nanografény a chalkogenidové perovskity. Za pôvodný objav anorganických nanokryštálov (kvantových bodiek) bola udelená Nobelova cena len nedávno, v roku 2023. Za objav grafénu bola udelená Nobelova cena v roku 2010. Za perovskity Nobelova cena ešte nebola udelená, ale vzhľadom na obrovský záujem o tieto materiály je možné, že sa tak v budúcnosti stane. Sú to teda aktuálne a intenzívne skúmané témy.
Keď pripravíme zaujímavé nové materiály alebo vyvinieme nové metódy ich prípravy, vždy pozeráme aj na možnosti praktického využitia.
Patenty a budúcnosť
Podali ste už dve medzinárodné patentové prihlášky. O čo ide?
Veľká časť nášho výskumu je základný výskum, ktorého výsledky opisujeme v odborných publikáciách. Lenže keď pripravíme zaujímavé nové materiály alebo vyvinieme nové metódy ich prípravy, vždy pozeráme aj na možnosti praktického využitia. Ak je tam komerčný potenciál, snažíme sa tento objav ochrániť formou patentovej prihlášky. Jedna medzinárodná patentová prihláška, ktorú sme podali, sa týka novej metódy na prípravu chalkogenidových perovskitov s potenciálom zvýšiť efektivitu solárnych článkov.
Druhá sa týka nového typu anorganických nanokryštálov, ktoré môžu byť využité ako efektívne kontrastné látky v oblasti medicínskeho zobrazovania. O obe technológie už bol prejavený komerčný záujem.
Čo plánujete v budúcnosti?
Naša budúcnosť bude značne závisieť od toho, ako sa nám podarí zabezpečiť ďalšie financovanie laboratória, keďže podpora EÚ cez grant ERA Chairs sa skončila. Minulý rok sme podali veľa grantových žiadostí v rámci Plánu obnovy a odolnosti, ako aj slovenských grantových schém. Rokujeme s niekoľkými firmami, ktoré majú záujem o naše vynálezy, hľadáme partnerov, s ktorými by sa nám ich prípadne podarilo komercializovať. Samozrejme, plánujeme sa uchádzať aj o ďalšie financovanie z EÚ.
Autorkou pôvodného článku je Barbora Tancerová
Zdroj: UK v Bratislave
(JM)
