Doktorand Lukáš Vrána získal čestné uznání za svůj výzkum nových ochranných materiálů

V soutěži o Cenu Milana Odehnala se každé dva roky setkávají mladí fyzikové, kteří v ní představují své vědecké práce. Jak vnímáte, že se vám za vaše příspěvky podařilo získat čestné uznání? 

Mám z toho nesmírnou radost. Jedná se o prestižní cenu a vnímám to jako zpětnou vazbu, že někdo vidí a uznává můj výzkum.

O soutěži jsem se dozvěděl od svého školitele profesora Pavla Součka. Rozhodl jsem se do ní přihlásit, protože jsem chtěl zjistit, jak si můj výzkum stojí v porovnání s ostatními tématy – jak z teoretické, tak z experimentální fyziky.

Některá témata soutěžících mě hodně zaujala. Vnáší do mě optimismus z toho, kam se obor fyziky posouvá.

Čestné uznání jste získal za experimentální a teoretické studium vysokoentropických nitridových povlaků. V čem váš výzkum spočívá?

Zabývám se výzkumem nových materiálů, které připravuji pomocí magnetronového naprašování v podobě tenkých vrstev.

Je k tomu zapotřebí surového materiálu v podobě terče. Ten si lze představit jako váleček, který se založí do aparatury. Potom se zapálí plazma, pomocí kterého z terče dostáváme jednotlivé atomy, díky kterým pak můžeme vytvářet tenkou vrstvu na našem substrátu.

Konkrétně se věnuji výzkumu slitin a nitridů stabilizovaných vysokou entropií, což jsou materiály, které kombinují pět a více prvků. Zkoumám, jaký vliv v těchto materiálech bude mít to, když smícháme dohromady různě velké atomy a prvky, které se s dusíkem vážou odlišnými způsoby.

Ukázalo se, že právě takovéto materiály by do budoucna mohly mít velký potenciál využití.

Kde konkrétně by se takové materiály mohly v budoucnu využívat? 

Materiál je navržen tak, že by mohl sloužit jako tenká ochranná vrstva. Hodit by se mohl například u komponentů s vysokými nároky z hlediska mechanického nebo tepelného namáhání.

Od října se chystám na čtyřměsíční stáž do Rakouska, kde budu u tohoto materiálu testovat i odolnost vůči kosmickému záření. Potenciálně by tak mohla ochranná vrstva mít i využití ve vesmíru.

 

Už během doktorátu máte řadu publikací v prestižních vědeckých časopisech, u dvou článků jste dokonce hlavním autorem. Zažil jste někdy období, kdy všechno nešlo hladce a výzkum se neposouval podle vašich představ?

Od září mi začal čtvrtý a poslední rok doktorátu a řekl bych, že složitý byl především začátek studia. Celý první semestr jsem věnoval zejména literárnímu studiu problematiky mého výzkumu. Byly to zdlouhavé dny, které spočívaly v procházení článků, tříbení myšlenek a uspořádávání různých konceptů.

Později jsem ale mohl z tohoto období těžit, v následujících semestrech a letech se už výzkum rozjížděl, navázali jsme intenzivní prací v laboratoři.

Líbí se mi, že když člověk tématu věnuje čas a vloží do něj úsilí, zpětně se mu to vrátí. Nemusí to být hned, ale výsledky přijdou.

 

Co je pro vás na výzkumu dnes největší výzvou?

Jednou z výzev je učit se pokročilé analytické metody a ovládat je. Během práce, kdy trávím čas v laboratoři, se věnuji přípravě vzorků, ale i jejich analýze.

Například na stáži v Japonsku jsem opracovával vzorky pomocí iontového svazku, což bylo zajímavé z hlediska zvládnutí metody. Následně jsem u materiálu testoval mechanické vlastnosti a zkoumal i jeho strukturu na mikroskopické úrovni či jeho odolnost při vystavení vysokým teplotám.

Na stáži v Rakousku, na kterou se chystám, se budu učit pracovat s transmisní elektronovou mikroskopií, což je pro operátora poměrně náročná analytická metoda. Předpokládám, že několik měsíců zabere jenom se naučit tuto metodu a částečně ji zvládnout.

Součástí mé práce je samozřejmě i psaní článků, publikace dat a prezentace výsledků na konferencích. Anebo účast na soutěžích, jako byla tato. Je to tedy velmi pestré, a to mě baví.

 

A čím vás vaše téma nejvíce fascinuje?

Baví mě, že je výzkum výzva a že mi přináší nové možnosti – ať už spolupráce nebo to, že se stále musím učit nové věci. A to, že můžu přispět k výzkumu materiálů, které by pro společnost mohly být přínosem, je podle mě důležité. Mohlo by nás to někam posunout.

Zároveň je to zajímavé i z toho hlediska, že jsme si navrhli a vyrobili vlastní materiál, kterým se před námi ještě nikdo na světě nezabýval, takže je svým způsobem unikátní.

 

---

„Je potřeba výzkumu obětovat čas, výsledky se typicky dostaví”

---

 

Zmínil jste vaši stáž v Japonsku, kterou jste absolvoval v National Institute for Materials Science. Japonsko zní jako poměrně netradiční destinace. Jak jste se k takové možnosti dostal? Proč jste si vybral zrovna Japonsko?

Ke stáži jsem se dostal díky kontaktům svého školitele profesora Pavla Součka. V National Institute for Materials Science (NIMS) jsou navíc velmi otevření k tomu přijímat studenty na stáže, dokonce mají i stipendijní program, který jsem úspěšně získal.

Japonsko jsem si vybral především proto, že v NIMS mají nejnovější vybavení pro testování různých materiálů za co nejvyšších teplot. My jsme chtěli otestovat naše zkoumané vrstvy z hlediska mikromechanických vlastností, takže byl NIMS ideálním místem. Jsou tam odborníci, kteří se těmito typy testování zabývají a problematice rozumí.

Japonsko je zároveň i velmi zajímavá destinace, takže by bylo škoda takové možnosti nevyužít.

 

Jak vaše stáž probíhala? Co vám dala? 

Měl jsem možnost si stáž přizpůsobit podle sebe a pojal jsem ji velmi intenzivně. Na institut jsem měl neomezený přístup, nikdo mě ale do ničeho nenutil a nebyl jsem tlačen do žádného pracovního výkonu. Případné přesčasy fungovaly na dobrovolné bázi. Hned od začátku jsem měl zároveň v práci s přístroji volnost. To jsem velmi ocenil a snažil se toho využít.

Za to, že jsem se rozhodl na výzkumu pořádně zapracovat a dedikovat mu čas, jsem vděčný. Dnes z toho těžím, výsledky jsou podle mě zajímavé a v nejbližší době je budu publikovat.

Stáž mě také nabila novou energií do výzkumu. Vidět kolem sebe jinou vědeckou kulturu a prostředí je podle mě pro vědce opravdu důležité a přínosné. Zároveň jsem se ještě více utvrdil v tom, že nejdůležitější je mít při výzkumu kolem sebe dobrý tým lidí. I já vděčím všem lidem kolem sebe na našem ústavu, protože jsou mi v začátcích mé kariéry velmi nápomocní. Vše je o týmové práci.

 

Pokud by měli i další studující zájem absolvovat podobnou stáž, co byste jim doporučil?

Určitě bych doporučil podívat se na stránky NIMS a zjistit si více o NIMS Internship Program. A taky bych poradil nebát se.

Když má člověk nějaký kontakt, vše je samozřejmě jednodušší, ale není to nutností. Stipendijní program tam funguje tak, že stačí kontaktovat některého z výzkumníků, kteří se zabývají tématem, které studenta zajímá, a zeptat se, jestli by neměli zájem o studenta. Takovýmto spolupracím jsou velmi otevření.

Stačí se domluvit, společně sepsat koncept výzkumu a pokud se poštěstí, získat financování ze stipendia.

A když byste se mohl vrátit na začátek svého doktorského studia, jakou radu byste dal sám sobě?

Je potřeba být trpělivý, obětovat výzkumu čas, a i když člověk nevidí výsledky hned, typicky se dostaví.

Taky je dobré co nejvíce komunikovat s ostatními a navazovat spolupráce, protože je to velmi přínosné.

A důležité je i mít odvahu prezentovat svůj výzkum ve vědecké komunitě a nebát se, že by jej ostatní odsoudili. Většinou zpětná vazba vede buď ke konstruktivní kritice, anebo k dobrým nápadům, které mohou výzkum posunout o krok dál.