Jak proniknout do nanosvěta jednotlivých atomů, navrhovat a vytvářet nové molekuly s různými funkcemi, využívat cílené syntézy „šité na míru“ a studovat interakce uvnitř molekul i mezi nimi a využít těchto postupů pro sestavování přesných nanostruktur – s tím seznamuje odborníky i studenty v ČR profesor chemie, biochemie materiálových věd Paul S. Weiss, přední světový odborník na nanovědy z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA). Na základě pozvání Ústavu anorganické chemie AV ČR totiž přijel do ČR jako specialista Fulbrightovy nadace (Fulbright Specialist) na dva týdny od 5. do 18. června.

Interakce, jimiž se zabývá, se podle jeho slov dají naplánovat, nasměrovat, měřit a využívat v dříve nedosažitelně malých měřítkách, a to například ke konstruování přesných molekulárních uskupení, nanostruktur a systémů, jejichž funkce se dá řídit a stabilizovat.

„Zkoumáme nejkrajnější meze miniaturizace, nejmenší ‚vypínače‘ a ‚motory‘ na světě, abychom porozuměli jejich fungování a zjistili, jak by se zákonitosti, které poznáme, daly využít ve větších systémech. Příroda umí vytvářet velice účinné motory: molekuly si mohou vzít chemickou energii a přeměnit ji na pohyb s více než 99% účinností. Lidé ale nedokážou udělat nic, co by se tomu byť jen přibližovalo. Náš plán je tedy pracovat redukcionistickým způsobem, jinými slovy – dávat dohromady kousek po kousku a pokusit se reprodukovat klíčové součásti přírodních systémů. Ovšem místo využívání biologických molekul používáme molekuly, které pro nás navrhnou chemikové a které mají něco, co by podle nás mohlo představovat klíčové komponenty. Snažíme se tedy vyjít od poznání toho, kde se nachází každý atom, a jít od kvantové mechaniky až po strojní inženýrství.“

Prof. Paul Weiss při přednášce v Akademii věd ČR

Skupina prof. Weisse se tradičně zaměřovala na poznávání a řízení chemických pochodů a materiálů na nejmenších škálách. Nyní se začala věnovat i projektům v oblasti nanověd. Jsou přesvědčeni, že nanovědy a nanotechnologie mohou mít velký přesah do jiných oborů a přinést významný pokrok například v neurovědách díky vývoji nových nástrojů, včetně nanobiosenzorů, pro výzkum mozku, fungování nervových obvodů nebo mikrobiomu.

Kromě přednášky, kterou prof. Paul S. Weiss ve středu 7. června 2017 pronesl na půdě AV ČR v Praze, nazvané „Cooperative Function in Atomically Precise Nanoscale Assemblies“ má naplánovány semináře v Ústí nad Labem (Univerzita J. E. Purkyně), v Brně (CEITEC), v Pardubicích (Univerzita PE). V druhém týdnu se zúčastní letní školy „Physics at Nanoscale“ v Devítí Skalách, kterou pořádají společně Fyzikální ústav AV ČR a VUT Brno.

Připravila: Jana Olivová, Odbor akademických médií SSČ AV ČR
Foto: Pavlína Jáchimová, AV ČR