Poprvé za čtrnáct let se letos porušila tradice slavnostní ceremonie a čtyři laureáti Akademické prémie byli předsedkyní Akademií věd Evou Zažímalovou pouze vyhlášeni. Z udělení nejvýznamnějšího vědeckého ocenění akademie se raduje i čerstvý nositel Petr Šittner z Fyzikálního ústavu.
Akademická prémie podporuje vědeckou excelenci. „Chceme našim nejlepším vědcům vytvořit takové podmínky, aby mohli rozvinout svůj potenciál ve prospěch Akademie věd i celé české vědy,“ uvedla předsedkyně Akademie věd ČR Eva Zažímalová. Grant až do výše 30 milionů korun mohou jeho nositelé čerpat v průběhu šesti let a hradit z něj náklady spojené s výzkumem, mzdami či pořízením technického vybavení.
Akademická prémie pomůže Petru Šittnerovi při systematickém studiu deformačních mechanismů v kovových slitinách příbuzných slitinám s tvarovou pamětí, které ale na rozdíl od nich nevykazují martenzitické fázové transformace (bezdifuzní změna struktury pevné látky probíhající nukleací a pohybem rozhraní), ale jejich strukturu je možné spojitě a vratně měnit v podobném rozsahu působením mechanického napětí (superkritická elasticita).
Výzkum martenzitických fázových transformací a termomechanického chování
Petr Šittner se dlouhodobě věnuje systematickému studiu deformačních mechanismů v kovových slitinách s tvarovou pamětí. Jeho hlavní doménou je výzkum martenzitických fázových transformací a termomechanického chování. Slitiny s tvarovou pamětí jsou kovové materiály, které vykazují pro kovy zcela neobvyklé termomechanické vlastnosti, jako je extrémní vratná deformovatelnost, jev tvarové paměti nebo schopnost vyvolat mechanický pohyb při změně teploty. Slitiny s tvarovou pamětí jsou dnes prakticky využívány, především v lékařství, letectví, automobilovém, či spotřebním průmyslu.
„Vzhledem k tomu že se stále nedaří vyvinout superelastické kovové slitiny s tvarovou pamětí odolávající v požadované míře mechanické únavě, hledají se kovy vykazující bezhysterezní vratnou deformovatelnost v širokém teplotním oboru dosaženou jiným fyzikálním deformačním mechanismem, než je martenzitická fázová transformace probíhající nukleací a pohybem vnitřních rozhraní. Takové materiály nabízí široké spektrum budoucího využití v robotice, lékařství, vesmírných technologiích, prostě všude tam, kde superelastické slitiny s tvarovou pamětí selhávají kvůli předčasnému únavovému porušení a lomu při cyklickém mechanickém namáhání. Cesta k nim ale bude nejspíš ještě dlouhá a náročná,“ komentuje cíl svého výzkumu RNDr. Petr Šittner, CSc.
První výsledky publikované v tomto směru v literatuře ukazují, že monokrystalická kovová vlákna ze slitiny NiCoFeGa se mohou deformovat vratně a bezhysterezně do ~10 % tahové deformace a ~1.5 GPa napětí po miliony cyklů bez sebemenší změny nelineární křivky napětí-deformace, podobně jako je tomu v případě lineární elasticity běžných kovů, které se ale deformují maximálně do ~1 % deformace.
Snahou Petra Šittnera bude nalézt chemické složení a parametry termomechanického zpracování víceprvkových kovových slitin vykazujících superkritickou elasticitu. Takový výzkum bude nutně vyžadovat systematické studium změn struktury materiálu v průběhu mechanického namáhání, což lze na běžných objemových materiálech provádět výhradně pomocí neutronového nebo vysokoenergetického synchrotronového záření. Alternativou je příprava vzorků ve formě ultratenkých kovových vláken, na nichž je možné provádět totéž pomocí laboratorních zdrojů rentgenového záření a moderních metod in-situ rentgenové a elektronové mikroskopie a pro jejichž přípravu stačí jen malé množství materiálu.
Vedlejším cílem výzkumu nositele ocenění a jeho spolupracovníků v rámci Akademické prémie bude zavést tyto moderní experimentální metody a technologie do výzkumu ve Fyzikálním ústavu.
Petr Šittner
Petr Šittner po obhájení dizertační práce ve Fyzikálním ústavu AV ČR pracoval několik let jako asistent na Technické fakultě Mie Univerzity v Japonsku, kde ve skupině profesora Tokudy zavedl nový směr teoretického a experimentálního výzkumu termomechanického chování slitin SMA při obecném namáhání, na který později navázala řada špičkových týmů v USA, Francii nebo Číně.
Po návratu do České republiky pokračoval ve výzkumu martenzitických transformací společně s Václavem Novákem z Oddělení kovů Fyzikálního ústavu a Michalem Landou z Ústavu Termomechaniky AV ČR. V roce 2000 získal spolu s Petrem Lukášem z Ústavu jaderné fyziky AV ČR svůj první výzkumný projekt zaměřený na využití neutronové difrakce ke studiu deformačních procesů v kovových materiálech vykazujících martenzitické fázové transformace. Na tento výzkum později navázal systematickými experimenty využívajícími vysokoenergetického synchrotronového záření v ESRF v Grenoblu ve Francii. Za výsledky difrakčního výzkumu mechanismů lokalizované deformace tenkých vláken slitin s tvarovou pamětí NiTi publikované v časopise Science získal spolu se svým týmem cenu Siemens za nejlepší výsledek základního výzkumu v roce 2016.
Po roce 2005 vedl Petr Šittner tým FZU v sérii prestižních evropských projektů, z nichž některé byly zaměřeny na využití slitin NiTi v technických aplikacích. Skupina mladých postdoktorandů, kteří v těchto projektech úzce spolupracovali s výzkumníky z průmyslových firem z celé Evropy, se v roce 2009 stala jedním ze dvou pilířů nově vzniklého Oddělení funkčních materiálů, který Šittner v současnosti vede.
Petr Šittner se zabývá také vývojem nových neutronových difrakčních a zobrazovacích metod v rámci české účasti v projektu výstavby Evropského spalačního zdroje neutronů v Lundu ve Švédsku. V posledních dvaceti letech krátce pobýval jako hostující profesor na Mie Univerzitě v Japonsku, Západoaustralské univerzitě v Perthu či ve Francii na Université Franche-Comté v Besanconu a Université Joseph Fourrier v Grenoblu.
Praemium Academiae
O udělení Akademické prémie rozhoduje na základě dosažených výsledků a s ohledem na budoucí perspektivu výzkumu předsedkyně AV ČR s poradní komisí domácích i zahraničních odborníků. Kromě odborných životopisů a rámcové představy o zaměření vlastního výzkumu musejí vybraní kandidáti předložit také rozvrh využití grantu. Laureáti zároveň po dobu trvání finanční podpory získávají statut hosta Akademického sněmu AV ČR. Návrhy na udělení Akademické prémie podávají ředitelé pracovišť Akademie věd a předseda její Vědecké rady. Od roku 2007 byla Akademická prémie dosud udělena 29 osobnostem a mezi oceněnými byli naši kolegové: Pavel Jelínek (2016), Martin Nikl (2013), Tomáš Jungwirth (2008), Václav Petříček (2007).