Z oxidu uhličitého na užitečné palivo. Martin Setvín získal Cenu Neuron za výzkum v oblasti fyziky
Pozoruje jednotlivé atomy v krystalech - mikroskopem, který si sám sestavil. To je Martin Setvín, letošní laureát ceny Neuron pro nadějné vědce v oboru fyzika. Zkoumá neobvyklé materiály, které by jednou mohly třeba přeměnit oxid uhličitý ze vzduchu na něco užitečného. Martin Setvín je dalším z vědců, které Radiožurnál navštívil v reportážním seriálu o laureátech cen Neuron.
Fyzik Martin Setvín mě přivítal v areálu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze v Holešovičkách. V blízkosti rušné silnice, železnice i dílny má velmi citlivý mikroskop.
Letošním laureátem ceny Neuron pro nadějné vědce v oboru fyzika je Martin Setvín
„Děláme mikroskopy s atomárním rozlišením. Když chcete vidět atomy, tak vám samozřejmě vadí jakékoliv vibrace, které jsou větší než rozměr atomu. Je to docela problém to zajistit,“ vysvětlil Setvín.
„Každý šum se dá odstranit, ale něco to stojí. Ve Vídni jsme měli takový mikroskop v budově v pátém patře. Pod budovou se křížily tři linky metra, takže jsme to vyřešili tím, že jsme vyvinuli vlastní systém toho, jak se vibrací zbavit. Na strop na pružinky jsme pověsili zhruba tunovou komoru,“ dodal Setvín.
V pražské laboratoři může stát zařízení na podlaze v suterénu. Je tu nerezová komora, ve které je vakuum a velmi nízká teplota. V tom se pohybuje maličký mikroskop. „Mikroskop je založený na tom, že máte velmi ostrý hrot, vzorek a tím hrotem jezdíte řádek po řádce po vzorku. Povrch zobrazíte s přesností až na jednotlivé atomy,“ popsal Setvín fungování přístroje.
Samotné měření tu mají na starosti studenti a doktorandi. Martin Setvín přichází do laboratoře každý den ráno jako první a podívá se, co naměřili včera. „Když věci fungují, tak u toho člověk sedí, dokud to něco generuje. Ráno přijdu, podívám se na ty obrázky a potom, když přijdou další lidi, tak s nimi diskutuji, co naměřili,“ líčil.
Cena Neuron 2022 pro nadějné vědce v oboru fyzika obdržel za výzkum nevodivých materiálů docent Martin Setvín z naší katedry. Gratulujeme!@matfyz @cenaneuron#cenyneuron #nfneuron #sciencehttps://t.co/v7wAaTzxPT pic.twitter.com/I8P1DTz4pK
— Katedra fyziky povrchů a plazmatu MFF UK (@KFPPMFF) October 17, 2022
Vědci diskutují nad vzorkem, který budou umisťovat do mikroskopu. Maličký, odštípnutý kousek krystalu. Je to zvláštní materiál z druhu perovskitů - sloučenin kyslíku a dvou různých kovů. „Tmavé atomy jsou draslíky, světlé tečky jsou kyslíky,“ objasnil složení minerálu vědec. „Jsou na nich vidět jednotlivé atomy a defekty,“ upřesnil.
Produkce paliva
Martin Setvín a jeho tým hledají například krystaly, které by jako katalyzátory uměly přeměnit oxid uhličitý ze vzduchu na užitečné palivo.
„Když si vezmete celou chemickou reakci, když jde oxid uhličitý na nějaké produkty, tak to je obrovská tabulka, která je šílená. Je tam strašně moc možností. Problém je úplně první krok, kdy oxid uhličitý vezmete a potřebujete na něj přesunout jeden elektron. Díky tomu se molekula oxidu uhličitého ohne a můžou probíhat další chemické reakce,“ popsal Setvín.
„Je to věc, na kterou bychom se rádi podívali, protože si ji můžeme dát na povrch. Můžeme přijít s hrotem a snažit se tam položit ten elektron. Máme možnost manipulovat jednotlivými elektrony. Můžeme si vzít povrch, dát si tam elektron. Druhý den přijdete a ten elektron si vezmete,“ líčil fyzik.
Potřebují ale mnoho vzorků než najdou ten nejlepší. Současný experiment, který trvá už měsíc, ovšem vidí optimisticky.
