Ve Frankově laboratoři neutronové fyziky SÚJV v Dubně vystoupil s přednáškou Prof. Ing. Ivo Šafařík, DrSc. z Oddělení nanobiotechnologie Biologického centra Akademie věd ČR v Českých Budějovicích. Při té příležitosti jsme s ním pořídili rozhovor o využití magneticky modifikovaných materiálů.

 

Jak jste se dostal k technologiím které využívají magneticky modifikované materiály? 

K magnetickým materiálům, tedy „smart materials“, které reagují na vnější podněty (v tomto případě na vnější magnetické pole), jsem se dostal už ve své kandidátské práci v letech 1980–1981. Na této technologii je podstatné to, že magnetické materiály mohou reagovat na vnější magnetické pole různým způsobem. A díky tomu jsou selektivně separovatelné i z obtížných systémů. Magneticky modifikované sorbenty se dají například aplikovat do znečištěné vody a poté, co na sebe naváží nečistoty, se dají magneticky separovat – dá se s nimi tedy snadno manipulovat.

 

Co vás přivedlo do Dubny?

V poslední době pracujeme v rámci mezinárodního projektu COST, který je věnován „smart textiles“,mimo jiné s materiály na bázi textilu a nanotextilu. Vytváříme magneticky modifikované textilní materiály a pro modifikace využíváme rovněž další mikro- a nanočástice. Modifikovaný textil se nyní v SÚJV snažíme charakterizovat pomocí maloúhlového rozptylu neutronů. Tato technika by mohla poskytnout velmi detailní informace o tom, jak jsou částice na povrchu rozmístěné, zdali jsou izolované nebo jsou to agregáty a zdali to odpovídá modelům, které využíváme.

 

Jak se dá tento výzkum aplikovat v praxi?

Magneticky modifikované materiály testujeme mimo jiné pro odstranění a rozklad polutantů, například textilních barviv, která jsou obtížně biologicky rozložitelná a představují dnes jeden z podstatných zdrojů znečištění životního prostředí. Z barvíren textilu přechází do odpadu 10-20 % barviv, některá jsou toxická, některá karcinogenní a i ve velice nízké koncentraci mohou měnit optické vlastnosti vody. Začne do ní pronikat méně slunečního záření, narušuje se fotosyntéza vodních organismů atd. A my usilujeme o absorpci takových polutantů právě s pomocí levných magneticky modifikovaných materiálů – nejrůznějších biosorbentů na bázi odpadních nebo sekundárních biologických materiálů.

 

Co považujete za největší úspěch, kterého jste s využitím magneticky modifikovaných materiálů dosáhl?

V roce 1999 jsme vyvinuli a popsali postup, který se jmenuje „magnetic solid phase extraction“. Dlouhodobě se zvyšuje tlak na to, aby byly chemické analýzy ekologičtější a je snaha omezit práci s organickými rozpouštědly. A naše technika umožňuje s pomocí magneticky modifikovaných sorbentů z testovaného roztoku magneticky odseparovat potřebnou sloučeninu, díky čemuž se množství organických rozpouštědel dá omezit na minimum. Dnes se jedná o standardní a jednu z nejčastěji používaných technik v analytické chemii.

 

Usilujete o jednoduché a levné technologie. Proč?

Jsem absolvent VŠCHT a třebaže pracuji jako vědec, někde hluboko ve mně je i něco z inženýra. Pokud se dá materiál vyrobit jednoduše a levně, má větší potenciál pro široké využití. Dnes se například intenzivně studuje využití různých odpadních materiálů, prosazuje se cirkulární ekonomika, koncept „biorefinery“atd. Já jsem s odpadními biologickými materiály jako biosorbenty pracoval již v 80. letech. Velmi efektivní je i využití mikrovlnného záření. S pomocí obyčejné mikrovlnné trouby se dá ze síranu železnatého snadno vytvořit nestechiometrický magnetit využitelný pro magnetickou modifikaci široké škály diamagnetických materiálů. A tak máme v laboratoři šest mikrovlnných trub a potřebné materiály magneticky modifikujeme velmi jednoduchým a laciným způsobem.