Chémia dokáže zmeniť budúcnosť

Je v nej dopyt po využívaní environmentálne prijateľnejších riešení. Veľmi ma teší, že do tohto konceptu naším systematickým vedeckým výskumom v oblasti vývoja a aplikácie elektrochemických senzorov zapadáme, hovorí profesor a vedúci Laboratória moderných elektroanalytických metód na Fakulte chemickej a potravinárskej technológie STU Ľubomír Švorc. Je čerstvým držiteľom Ceny za vedu a techniku 2024 v kategórii Osobnosť vedy a techniky.

Pán profesor, poďme hneď na úvod k spomínanému oceneniu. Priblížte nám postup; uchádzali ste sa sám, alebo vás niekto nominoval?

Prihlásil ma kolega z pracoviska na základe zverejnenej výzvy. Bolo potrebné vypracovať návrhový list, odoslať životopis, rôzne ďalšie dokumenty, ak si dobre spomínam, do konca leta. V októbri mi zavolali z Centra vedecko-technických informácií (CVTI) SR s tým, že mi bude udelené ocenenie. Bol som úprimne prekvapený. Prezrel som si aj laureátov z predošlých ročníkov, boli to naozaj skúsení a etablovaní vedci. O to viac si to v silnej konkurencii slovenských vedcov vážim.

Čo v tomto bode nasledovalo?

Nakrútenie medailónu o mojej práci. Čomu som sa veľmi potešil, bol fakt, že nakrúcanie prebiehalo aj počas prednášky, v dôsledku čoho bol výsledok naozaj autentický. Aj nakrúcanie, aj fotenie sa vybavilo prakticky v priebehu jedného popoludnia, boli to skutoční profesionáli. Neskôr sa ešte uskutočnili rozhovory pre niektoré portály.

Boli ste ocenený za rozsiahly, medzinárodne uznávaný vývoj senzorických materiálov a metód zelenej chémie pre stopové analyty v potravinárskych, farmaceutických a environmentálnych vzorkách. Skúsime si tieto pojmy rozmeniť na drobné?

Začnime samotnou oblasťou môjho záujmu. Už takmer pätnásť rokov sa venujem moderným elektroanalytickým metódam, tie na svoje prevedenie potrebujú prostriedky, ktoré nazývame elektrochemickými senzormi. Ocenenie som dostal za vývoj nových senzorických materiálov a ich aplikáciu, ktoré sú medzinárodne uznávané. Samozrejme, tu treba zdôrazniť a vyzdvihnúť spoluprácu s  ďalšími pracoviskami. Elektroanalytický chemik potrebuje k svojim experimentom elektrochemické senzory, ktoré si buď dokáže vyrobiť sám, alebo si ich komerčne zabezpečí a v ideálnom prípade spolupracuje s pracoviskom, ktoré ich dokáže spoľahlivo pripraviť pre elektrochemické aplikácie.

Kto ich vyrába pre vás?

Tu by som vyzdvihol našu výbornú spoluprácu s pracovnou skupinou pod vedením docenta Gemeinera na Oddelení polygrafie a aplikovanej fotochémie u nás na fakulte. Dokážu pripraviť senzory prakticky na mieru. Zároveň sú veľmi malé, prenosné a majú všetky chemické aj mechanické vlastnosti pre úspešnú aplikáciu. Tieto senzory následne morfologicky, štruktúrne a elektrochemicky charakterizujeme.

Keď ich máte, aký je ďalší krok?

Následne sa snažíme vyvinúť nové, rýchle a jednoduché analytické metódy na stanovenie rôznych analytov, ktoré sú zaujímavé z pohľadu životného prostredia (ťažké kovy, pesticídy), zdravia (liečivá, neurotransmitery) a potravinárstva (potravinové aditíva, alkaloidy). Žijeme v hektickej dobe, v ktorej je aj kvalita potravín diskutabilná. Tieto senzory môžu slúžiť v spomínaných oblastiach, a zároveň zapadajú do konceptu zelenej chémie, teda pri ich používaní je minimálny dopad na životné prostredie a zdravie človeka. Dôležitý je aj fakt, že sa s nimi dá pomerne jednoducho a rýchlo naučiť pracovať. Pri meraniach zároveň využívame malý objem vzoriek a rozpúšťadiel. Čo sa týka samotného prevedenia experimentu, noví študenti-začiatočníci sa už za pár týždňov dokážu naučiť obsluhovať prístroj, používať elektrochemické senzory, pracovať so softvérom a vyhodnocovať namerané údaje. Spoľahlivá interpretácia výsledkov však trvá dlhšie, lebo pri nej treba využívať skúsenosti a častokrát aj intuíciu. To prichádza postupne.

Rozoberme si teraz pojem stopový analyt.

Analyt je látka, prvok, zlúčenina, ión, funkčná skupina, respektíve zložka materiálu, ktorá je objektom chemickej analýzy. V rámci nášho výskumu vyvíjame elektroanalytickú metódu, pomocou ktorej sme schopní určiť množstvo konkrétneho analytu alebo skupiny analytov v danej vzorke. Môže to byť farmaceutická vzorka, kde skúmame kvalitu prípravkov, tabliet, sirupov. Obdobným spôsobom skúmame potravinárske vzorky, napríklad kofeínové nápoje, ako sú kolové nápoje a čaje. Z pohľadu environmentálnej chémie sú to najmä pitné a odpadové vody. Pojem „stopový analyt“ je vlastne iné vyjadrenie pre takzvanú mikrozložku, ktorej obsah v danej vzorke je veľmi nízky, spravidla menší ako 0,01 percenta.

Poďme teda k samotnému postupu. Ako to môže vnímať čitateľ - alebo novinár - ktorý nie je chemikom?

Aktuálne v našom laboratóriu vyvíjame analytické metódy na stanovenie koncentrácie rozličných organických zlúčenín, ktoré sú štruktúrne, a aj z pohľadu biologického účinku rozmanité. Máme tu antibiotiká, analgetiká, antihistaminiká, vitamíny a podobne. Objektom záujmu sú farmaceutické vzorky alebo vzorky biologického charakteru (moč), prípadne výživové doplnky. Študenti v rámci bakalárskej, diplomovej alebo dizertačnej práce hľadajú vhodné experimentálne podmienky (vyberajú senzor a sledujú elektrolyt, jeho pH a podobne). Táto optimalizácia trvá popri štúdiu niekoľko mesiacov. Ja v tomto bode už uvažujem minimálne dva kroky dopredu (smiech). Čiže kde by príslušné výsledky mohli byť užitočné z pohľadu reálneho využitia, a taktiež slúžia ako podklady pre prípravu publikácie. V našom laboratóriu dlhodobo uznávam filozofiu, respektíve pravidlo, že výsledky práce študenta musia byť publikované v zahraničnom časopise.

Predpokladám, že v zmysle prepojenia pedagogickej a vedeckej činnosti...

...samozrejme. Akonáhle študent v rámci svojej práce v laboratóriu vyvinie a validuje novú analytickú metódu, z týchto výsledkov sa potom pod mojím vedením pripraví vedecký článok. A ako som spomínal v predošlej odpovedi, článok skôr či neskôr vyjde v niektorom zo zahraničných karentovaných časopisov. Takýmto spôsobom prezentujeme našu vedeckú prácu, na ktorej výsledkoch má vždy zásadný podiel práve študent. Rovnako to prezentujú aj iné výskumné tímy, nie je to žiadna novinka. Možno v našom prípade sa to robí striktnejšie.

Pokračovanie rozhovoru na webe časopisu Spektrum STU.

Text: Katarína Macková