Fyzik Setvín: Zajímá mě to, co ještě nikdo na světě nedělá

„Zkoumáme materiály, které jsou zajímavé pro budoucí aplikace. Víme, že nějak fungují, a snažíme se zjistit, proč tomu tak je,“ říká jeden z letošních laureátů Ceny Neuron Martin Setvín z Matfyzu před mikroskopem, který dokáže měřit s přesností na setinu velikosti atomu.

Na podlaze v suterénu areálu Matematicko-fyzikální fakulty UK v pražských Holešovičkách pod úrovní rušné silnice se nachází velmi citlivý na první pohled obří přístroj s velmi maličkým mikroskopem uvnitř. Jeho hrot, ideálně zakončený jedním atomem, přejíždí řádek po řádku po zkoumaném povrchu. Na monitoru počítače je pak vidět výsledek měření – „obraz“ povrchu. Je to vlastně taková krystalická mřížka, která ukazuje, jakým způsobem jsou atomy uspořádány. Cílem je například přidat jeden elektron a promyšleně tak měnit vlastnosti materiálu.

„Zrovna tento obsahuje tři typy atomů (tantal, draslík a kyslík), tudíž se nabízí obrovská škála možností, jak může jeho povrch vypadat. Ten se navíc mění v závislosti na okolí, teplotě… Víme, že některé materiály jsou vhodné pro určité aplikace, ale většinou je problém, aby si své specifické vlastnosti udržely po delší dobu,“ říká Martin Setvín. Součástí přístroje je vakuová komora, která vědcům umožňuje si dobře připravit prostředí na povrchu materiálu. „Můžeme ho zkoumat ve vakuu, kdy na něj nic nepůsobí, a také si přesně nastavit řadu dalších podmínek,“ představuje jednu z předností mikroskopu, jehož prototyp poprvé zprovoznil coby postdok v laboratoři ve Vídni.

Vlastní laboratoř díky Primusu a EXPRO

Pod vedením profesorky fyziky povrchů Ulrike Diebold působil na Technické univerzitě ve Vídni osm let a naučil se tam podle svých slov prakticky všechno podstatné, aby si dokázal zařídit vlastní laboratoř a vybudovat tým spolupracovníků tady na Matfyzu. Po návratu do Česka, před dvěma a půl lety, sem pořídil díky grantům GAUK Primus a GAČR EXPRO komerční mikroskop, jenž dokáže měřit takzvaný tunelový proud atomů, a sám si k němu ještě přidal funkci detekci síly mezi jednotlivými atomy. „Pokud je přístroj komerčně dostupný, je lepší ho koupit než stavět,“ přiznává vědec. Vlastnoruční výroba totiž zabírá podle jeho slov příliš času a energie, které pak chybí při výzkumu. „Doplnil jsem si k tomuto komerčnímu přístroji to, co mi firmy nedokáží vyrobit v kvalitě, jakou potřebuji. Tuhle úpravu jsem si předtím nicméně několikrát zkoušel ve Vídni, abych ji, až přijdu sem, zvládl vyřešit v řádu dní,“ pokračuje Martin Setvín.

Jak porazit sto uchazečů

Právě na rakouské univerzitě přišel na to, jak připravit „hezké“ a dobře definované povrchy, na nichž se dá zkoumat spousta jevů, které předtím nikdo nedokázal objasnit. Dalšímu rozvoji této konkrétní metody se chtěl věnovat už na vlastní pěst tady v Česku, což byl ostatně i jeden z cílů světoznámé vědkyně, která ho ve Vídni zaměstnala. „Pro Ulrike Diebold, která ve vědě dosáhla snad všeho kromě Nobelovy ceny, je v tuto chvíli nejdůležitější, aby lidé, kteří vyjdou z její laboratoře, zakládali po světě svoje vlastní skupiny a dokázali vychovat další vědce,“ říká o své učitelce, do jejíhož týmu není vůbec snadné se dostat.

Setvín měl prý to štěstí, že tehdy zrovna získala prestižní ERC grant a nabírala nové posily. Až zpětně zjistil, že na jeho pozici se hlásilo padesát až sto lidí. „Pošlete životopis, Ulrike se na něj podívá, a pokud jste pro ni zajímavý, pozve vás na jeden den do Vídně na pohovor. Přednesete jí, co jste v průběhu svého doktorského studia dělal. Obejdete spolu zaměstnance laboratoře, kteří vám pokládají nejrůznější otázky a hodnotí vaše vlastnosti – zda budete zapadat do skupiny, jestli se s vámi dá spolupracovat – a především jaké máte skutečně znalosti a schopnosti ve fyzice, matematice a tak dále. Tady jsem byl jeden z mála, kteří prošli,“ přiznává s tím, že kromě Matfyzu měl tehdy za sebou také roční pobyt v National Institute for Materials Science v japonské Tsukubě.

Martin Setvín přistavěl ke komerčnímu tunelovému mikroskopu funkci detekci síly, díky níž dokáže změřit tisícinu síly chemické vazby mezi dvěma atomy.

Neuron dává popularitu

„Vyzkoušet si v průběhu studií práci na nejrůznějších místech po světě je pro vědce naprosto zásadní. Nejen že sbíráte zkušenosti z odlišných pracovišť, děláte si názor na to, co se kde dělá dobře a co ne, ale také máte do budoucna mnohem větší šanci, že získáte na svůj výzkum finance,“ popisuje. Konkrétně ve Vídni se díky tamnímu systému řízení postupně vytrénoval k tomu, aby mohl jednou vést svou vlastní skupinu. „Dostal jsem svůj přístroj, skupinku tří čtyř studentů, vyzkoušel jsem si všechno pod vedením někoho, kdo to umí. Pak jsem se s těmito nabytými znalostmi a dovednostmi přesunul sem a vytvořil si vlastní projekt,“ shrnuje letošní držitel Ceny Neuron.

Nyní žádá o ERC grant, který je z vědeckého pohledu ještě o trochu prestižnější. Neuron je zase populárnější mezi laiky. A právě toho si Martin Setvín na ceně váží. „Cena Neuron je velmi dobře prezentována širší veřejnosti. Ukazuje, že něco děláme, zdůrazňuje úspěchy českých vědců. Nakonec přece všechen ten výzkum platí lidé ze svých daní. A pro samotného vědce je to zase dobrá prezentace v rámci České republiky. Zvyšuje tak moje šance přitáhnout si do týmu talentované studenty. A samozřejmě je to skvělá kolonka do životopisu,“ směje se laureát.