Návštěvní místnost brněnské firmy Delong Instruments, která patří ke světovým lídrům ve výrobě elektronových mikroskopů, nabízí ve vitrínách modely, jež ani náhodou nepřipomínají klasické mikroskopy ze školních laboratoří.
„Je to ukázka historických řešení komorního typu, aby příchozí věděli, že se zabýváme nějakou technikou, i když z toho těžko pochopí, co vlastně děláme. To jsou přístroje mnohem větší a složitější,“ vysvětluje jeden ze zakladatelů společnosti, jednasedmdesátiletý fyzik Vladimír Kolařík.
I on přednáší na akci Dny elektronové mikroskopie v Brně, která začala v pondělí a končí v neděli. Připomene, že obor vznikl v Brně před 70 lety a že ho rozvinuli vědci z Ústavu přístrojové techniky Akademie věd ČR, jenž letos slaví šedesátiny, nebo že ve městě vzniká třetina světové produkce elektronových mikroskopů.
Vysvětlete mně jako laikovi, jak pracuje elektronový mikroskop, protože jinak mám tendence říkat elektronický.
To je častá chyba. Ten mikroskop se tak jmenuje, ne protože je elektricky zajištěný, ale protože v něm místo světla fungují elektrony. Standardní světelná mikroskopie dovoluje pozorovat bez obtíží jen věci tisíckrát zvětšené pomocí jednotek světla - fotonů. Ty jsou ale relativně velké, kolem tisíciny milimetru. Elektrony se chovají podobně, ale mají tisíckrát až desetitisíckrát menší rozměr, takže pomocí nich můžete osahávat jednotlivé atomy. Problém je, že elektrony samy o sobě nejsou vidět, takže musíte vytvořit nějaké zařízení, které je vyrobí a dovede s nimi pracovat, jako třeba skleněné čočky se světlem. Mohou zvětšovat nebo zmenšovat obraz.
Dny elektronové mikroskopie v Brně
|
A to je to, co děláte?
Ano. Ale jdeme ještě mnohem dál, protože struktury na úrovni atomu jsou za hranicí klasické elektronové mikroskopie. Nestačí dokonalý přístroj, musí navíc korigovat optické vady, aby byl obraz co nejlepší, jako je tomu třeba u fotoaparátu. Čím větší objektiv, tím lepší korekce vad a tím věrnější obraz. Teoreticky už řadu let víme, že to jde také s elektrony, ale udělat to v reálu je velmi obtížné a technicky náročné, protože pracujeme s mikrosvětem. To je velký úkol, jehož se ujala jedna malá americká firma, s níž spolupracujeme.
Kde všude se dají špičkové elektronové mikroskopy využít?
Hlavně v základním výzkumu, například na velkých univerzitách. Nejde o aplikaci průmyslovou, ale poznatkovou. Když už umíte pozorovat jeden atom, můžete zjistit, co je zač, fyzikálním způsobem určit chemické složení. To, co děláme my, je hodně složitá věc. Takových mikroskopů je potřeba několik do roka.
A ty běžnější mikroskopy?
Ty se používají všude tam, kde světlo nestačí, a přesto to chceme vidět. Jsou dva základní typy - prozařovací a rastrovací, případně obojí dohromady. V prvním případě pozorujeme velmi jemné průhledné objekty, kterými elektrony projdou a nesou na sobě o nich informaci. Tu zvětšíme a promítneme na stínítko. Používají se v biologii - buňka se rozřeže na sto plátků a ty se pak zkoumají. Problém je v tom, že dostaneme malý kontrast. Když chceme větší, musíme použít pomalé elektrony. Mikroskopy rastrovací se používají u neprůhledných objektů. Svazek elektronů neosvětluje celou plochu, ale jen malý úzký bod a běhá po řádcích či sloupcích. Něco jako u televize. Odhalí například vady materiálu. Dají se tak pozorovat třeba i viry, které napadají bakterie, což má význam pro medicínu a léčbu bakteriálních onemocnění.
Neznalému člověku jsou elektronové mikroskopy vzdálené asi jako hvězdy na nebi. Jak jste se k „hvězdné“ disciplíně dostal?
Hned na počátku studií fyziky na univerzitě v Brně. Při přijímacím řízení nám osvícení pedagogové řekli: Jestli se chcete něco naučit, musíte dělat v laboratořích. Takže k výzkumu jsem se dostal už v prvním ročníku. A od druhého mě zařadili k profesoru Arminu Delongovi, tehdejší největší kapacitě přes elektronovou mikroskopii a zakladateli oboru v Československu. Časem se z toho vyvinul otcovsko-synovský vztah. Prakticky celou kariéru na akademii jsem mu dělal asistenta.
Jít na fyziku byl váš sen?
Ne, bylo to složitější. Pocházel jsem z politicky nevhodné rodiny, takže i když jsem měl dvojku jen ze zpěvu, nemohl jsem jít nikam na střední školu a horko těžko mě přijali do učení - na nástrojaře v Ivančicích. To bylo na přelomu 50. a 60. let.
Byl jste hodně naštvaný?
Tehdy jsem to cítil jako obrovskou nespravedlnost. Firma, pro kterou jsem se učil, se jmenovala Chemoplast, sídlila v Brně a dělala formy na lisování plastických hmot. Postupně jsem se musel naučit vyrobit si všechno, podrobně zvládnout technologii. A později jsem z toho profitoval. Pak jsem šel na strojní průmyslovku, ale měl jsem představu, že budu v nějaké laboratoři. Úplně jsem se viděl v bílém plášti mezi baňkami. Potom jsem si podal přihlášku na přírodovědeckou fakultu. A když mě přidělili k profesoru Delongovi, bylo jasné, že to nebude chemie a baňky, ale fyzika a aplikační technika. A tam jsem mohl zúročit své zkušenosti nabyté z nástrojařiny. Očekávalo se, že budeme vymýšlet nové přístrojové varianty a verze v elektronové mikroskopii a dovedeme je až do prototypu pro tehdejší Teslu Brno.
Jakou roli sehrála studená válka, kdy se ze západu nemohlo nic dovážet ani přejímat?
Na jednu stranu to bylo špatné, protože jsme občas objevovali dávno objevené, ale na druhou stranu bylo všechno původní. Tehdy jsme se museli namočit do spousty detailů a udělat je tak, aby to reálně fungovalo. Já jsem vzhledem ke svým dřívějším zkušenostem uměl všechny konstrukční věci nakreslit s tím, že jsem chápal i fyzikální princip. Takže mě hodili do vody: namaluj to, udělej a odzkoušej. Mnohé nápady jsme tak dotáhli do prototypu a předali Tesle, kde je převedli do tovární podoby. Bylo to skutečné spojení výzkumu s praxí.
Dělali jste špičkové přístroje. To vám do toho nemluvil sovětský „velký bratr“?
V 70. letech byl tlak tak velký, že jsme byli oslovení - spíš úkolovaní - z Moskvy. Museli jsme vyvinout elektronový litograf, tedy zařízení, které může posloužit k výrobě polovodičových prvků s velmi malými strukturami. Jezdili jsme do Ruska a instalovali to tam. Bylo to dost tvrdé, protože nám třeba řekli, že na Vánoce domů nepojedeme. Když to padlo do doby mého doktorátu a já argumentoval, že se musím vrátit, řekli mi: Není problém. My sem komisi dovezeme. A pak na nás ještě podali stížnost k tehdejšímu nejvyššímu představiteli Leonidu Iljiči Brežněvovi, že jsme svoji práci neudělali dost rychle a že ohrožujeme bezpečnost východního bloku.
Vaše firma se jmenuje Delong Instruments podle „otce zakladatele“. Jak vůbec vznikla?
Po roce 1989 akademie, pod kterou Ústav přístrojové techniky patřil, vyhlásila, že se nechce zabývat aplikovaným výzkumem. Jenže já jsem chtěl dělat aplikovaný výzkum, protože mi připadá smysluplnější, takže jsme založili firmu a záhy k nám přišel také profesor Delong. Začínali jsme tak, že jsme mezi sebou posbírali peníze a pronajali si malé prostory. Za dva roky ale začala Tesla Brno krachovat a z firmy nás oslovili, zda bychom jim nedali práci, takže jsme na to kývli a alespoň měli nějaké zázemí. Postupně se nám začalo dařit a asi před deseti lety jsme se už museli přestěhovat do větších prostor. Donutilo nás k tomu i to, že jsme začali dělat pro americkou firmu, kde jsou velmi přísné podmínky na hygienu.
Pojďme ke Dnům elektronové mikroskopie, jejichž součástí jsou i přednášky v brněnském Urban centru. Ta vaše začíná ve středu v 17 hodin a má název Příběh elektronové mikroskopie v Brně aneb slavné historky mikroskopické. Co na ní zazní?
Ozval se mi jeden bývalý pracovník Tesly Brno, který má všechny dokumenty z historie, takže to spojíme. Já bych chtěl lidem říct, že jedna věc je technika a technologie, ale pokud u toho není člověk s vizí, který si nespojí poznatky a chybí mu intuice, nemá cenu, aby to dělal. Základní výzkum dokonale popisuje jev, ale v aplikovaném výzkumu jev máte a musíte ho nějak použít. Jakmile nemáte schopnost pozorovat a všímat si, k ničemu nedojdete. Například svazek elektronů je tak titěrný, že když ho spustíte, vůbec nic nevidíte. Musíte ho najít. My tomu říkáme najít světlo.
Určitě jste se za ty roky výzkumu a konstruování dostal do slepé uličky. Co vám pomohlo dostat se z ní zase ven?
Musel jsem se zkrátka rozhodnout. To je jeden z nejdůležitějších momentů – pochopit, že něco nejde dál, protože už proti vám stojí příroda. Nelze si říct: Ježišmarjá, na tom jsem dělal deset let, to přece musí nějak jít! Je lepší těch deset let zahodit a říct si: Tudy cesta nevede. Jen to vás může dostat někam dál.
