Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu


Vědci z Brna se podílejí na vývoji přelomového mikroskopu

  9:59aktualizováno  9:59
Mikroskop, který se dokáže dívat na jednotlivé atomy, se vyrábí v Brně v pobočce FEI. Je to laureát prestižního ocenění časopisu R&D. Zařadil se vedle objevu polaroidu v šedesátých, bankomatu v sedmdesátých, LCD displeje v osmdesátých nebo nikotinové náplasti v 90. letech.

Vedoucí brněnského výzkumu Jaroslav Chmelík u Magellanu, který vynesl firmu FEI do technického nebe. | foto: Monika Hlaváčová, MF DNES

Přístroj se jmenuje Magellan. "Je to anglická varianta příjmení portugalského mořeplavce jménem Fernao de Magalhaes. Ten v 16. století obeplul Jižní Ameriku a viděl Oceánii, Nový svět. Stejně jako náš mikroskop," řekl o Magellanu jeden z jeho tvůrců Jaroslav Chmelík.

V čem je Magellan výjimečný?
Je to absolutní špička rastrovací elektronové mikroskopie. Rozlišovací schopnost lepší než 1 nm (1 nanometr - tj. 0.0000001 mm), které Magellan dosahuje, není neobvyklá. Unikátní je ale tím, že této rozlišovací schopnosti dosahuje i při nízkých energiích elektronového svazku. To znamená, že elektrony v mikroskopu se pohybují pomaleji.

Jak je to v porovnání s jinými mikroskopy?
Normální elektronový mikroskop vpustí elektron do vzorku určitou, docela velkou rychlostí. My elektron před nárazem do vzorku zpomalíme. Výsledek je mnohem přesnější, lepší než u ostatních mikroskopů.

Kolik Magellan stojí a kolik jich ročně prodáte?
Asi milion dolarů, ročně jich prodáme asi dvacet. Firma FEI ale není pouze v Brně, existujeme ještě v Holandsku a Americe. Kromě prodeje se v Brně staráme hlavně o vývoj nových mikroskopů.

Jak vypadá váš typický zákazník?
Jsou to profesoři ze špičkových univerzit nebo vědeckých institutů, kteří Magellan používají částečně pro další vývoj. Vedle toho je typickým zákazníkem vývojová laboratoř velké elektronické firmy, jako je Intel a další výrobci mikroprocesorů.

Pracovník výroby v brněnské FEI s jedním z mikroskopůPracovník výroby v brněnské FEI s jedním z mikroskopů

Mikroskopy, jak je známe ze škol, se stroji, které konstruujete vy, tedy nemají příliš společného?
Společné mají jen to, že jak jedny, tak druhé umožňují lidem, aby se podívali za hranice, které vidí pouhým okem. Rozdíl je v tom, jak daleko za ty hranice dohlédnou. Školní mikroskopy umožňují zvětšit to, na co se díváme, asi stokrát, výjimečně tisíckrát, elektronové mikroskopy posouvají tuto hranici na zvětšení několika milionů.

Můžete to zvětšení s něčím srovnat?
Mnoho lidí zná na internetu prohlížeče map. Kdybychom si na monitoru zobrazili celou zeměkouli a zvětšili stokrát, tak by se nám objevila oblast Moravy od Jihlavy po hranice se Slovenskem, při tisícinásobném zvětšení bychom na monitoru viděli Brno a tam bychom se školním mikroskopem skončili. S elektronovým můžeme zvětšovat dále. Při zvětšení sto tisíc krát bychom viděli brněnský Zelný trh. A pokud bychom to zvětšili ještě padesátkrát, uvidíme tváře a bylo by je možné rozeznat.

Proč dokáže školní mikroskop zvětšit jen tisíckrát, zatímco elektronový několikanásobně víc?
Školní mikroskop používá pro zobrazení viditelné světlo. To má své omezení při zobrazení detailů velikosti přibližně tisíciny milimetru. Elektronová mikroskopie používá svazek urychlených elektronů, které jsou mnohem menší než paprsky světla, takže mohou zobrazovat mnohem menší věci. Třeba si představte, že si položím obě ruce dlaněmi na stůl a roztáhnu prsty od sebe. Na tu levou nasypu pomeranče a pravou posypu pískem. A pak, když obě opatrně zvednu a podívám se, jak na stole vypadají obrysy rukou, v těch pomerančích by obrys ruky nikdo nenašel. Světlo, podobně jako pomeranče při zobrazení ruky, je pro zobrazení malých věcí příliš velké.

První elektronové mikroskopy existují asi padesát let. Co za tu dobu objasnily?
Otevřely okno do mikrosvěta, o kterém jsme do té doby nevěděli nic. Výsledkem jsou nové materiály, porozumění příčinám celé řady onemocnění. Nebýt elektronových mikroskopů, nevěděli bychom nic třeba o nádorech. Další přínos je miniaturizace. Díky tomu dnešní mobil nemá velikost batohu. Nebo tolik populární digitální foťáky. Jejich srdce, CCD čip, je další z dětí elektronové mikroskopie.

Technik Marek Minář měří, zda neuniká životu nebezpečné rentgenové záření.

Na co se lidé ve vašem mikroskopu dívají?
Na mikroelektronické struktury, obvody nově designovaných procesorů, nové materiály. Budoucnost patří nanotechnologiím.

Jaké jsou poslední objevy a co budeme s mikroskopy objevovat v budoucnu?
Bez elektronového mikroskopu by nebyl myslitelný vývoj v oblasti nanotechnologií. To jsou struktury, které jsou poskládané z jednotlivých atomů. Třeba zkroucená spirála z atomů uhlíku má větší pevnost než cokoli, co známe, dokonce se uvažuje, že by se komunikační satelity na oběžné dráze přivazovaly k zemi těmito nanovlákny. Nanočástice, nanovlákna, nanotrubice, nanostruktury, to všechno jsou pojmy, které začínají být běžnou součástí našeho slovníku.

K čemu jsou nanotechnologie?
Brzy budou nanovýrobky i v kuchyni. Ocelový nůž, na který se nanese tenká vrstvička atomů uhlíku, je tvrdý, jako by byl z diamantu, to už je odzkoušené. V medicínské praxi (ale na to si ještě počkáme) je reálné využití nanorobotů, to jsou molekuly dopravující účinnou látku na přesně stanovené místo lidského těla nebo umožňující úpravu genetické informace. Tady elektronový mikroskop pomůže.

Magellan vznikl u nás, v Holandsku a USA. Co na mikroskopu konkrétně udělali Češi?
Dá se to těžko oddělit, tyhle přístroje jsou výsledkem práce všech poboček firmy FEI - kromě Brna i holandského Eindhovenu a amerického Hillsboro. Na Magellanu jsme spoluautory jednoho z klíčových patentů - elektronové trysky. Ta funguje jako zdroj elektronů, které bombardují pozorovaný vzorek. Z dopadu elektronů potom vzniká obraz, který výzkumníci z mikroskopu dostanou.

Pracovník výroby v brněnské FEI s jedním z mikroskopůPracovník výroby v brněnské FEI s jedním z mikroskopů

Zaměstnáváte nějaké nekvalifikované síly?
Když firma vznikala, měli jsme štěstí na lidi s dlouholetými zkušenostmi s elektronovou mikroskopií z bývalé Tesly Brno. Dnes si nové pracovníky školíme sami. A předpokladem pro práci v naší firmě je technické vzdělání a zejména chuť učit se nové věci a doplňovat si kvalifikaci.

FEI, nejčistší továrna v Brně

Už na recepci je jasné, že tohle nebude jen tak obyčejná fabrika. Nezvyklé materiály, optický hranol ve zdi, který si z vás dělá tak trochu blázny a působí jako kousek zrcadlového bludiště na Petříně.

V budově mají tři stupně čistoty. Jeden kancelářský, kde nejsou žádná omezení. Při průchodu do druhého prostoru výroby dostáváme pláště, návleky na nohy a komické čepičky. Přemítám, jaké to musí být, když nemáte možnost se v práci ani poškrábat, vypadáte jako ufon a nemůžete si přinést ani perlivou vodu.

Inu, nejčistší továrna v Brně. Procházíme chodbičkou, kde podlaha lepí (a vsadím se, že v lepidle je dezinfekce), a vcházíme do výrobní haly.

Umělé osvětlení, minimum oken, všude pečlivé větrání, ticho, lidé pracující po dvou nebo po třech vypadají spíš jako lékaři nebo vědci. "Nehledíme příliš na to, jakou má kdo školu, extrémně šikovného člověka vezmeme, i když bude mít jen základní vzdělání," vyvrací moji hypotézu o vysokoškolském diplomu každého zaměstnance průvodce Tomáš Vystavěl.

"Všichni se tady stejně musí dovzdělávat, máme svou vlastní akademii. Než někoho pustíme ke kompletaci mikroskopu, trvá to půl roku," dodal.

Po jedné straně haly je oddělená prosklená místnost. V té jsou lidé v ještě podivněji vyhlížejícím overalu, s brýlemi na očích.
Až později se dozvídám, že se této části říká Bubákov. Zaměstnanci by si na temném cimbuří opravdu ostudu netrhli. Ve skutečnosti jde ale o vyšší stupeň čistoty.

V normálních prostorách je počet prachových částic 10 000 na krychlovou stopu. Tam, kde jsme my, je jich 1000, v Bubákově jen 100. Kompletují se tam elektronové trysky, srdce mikroskopu. Kdyby se na vrcholu trysky některá částice usadila, nebyl by výkon optimální. V Bubákově tedy fouká mírný větřík, který odnáší poslední desítky částic pryč od pracovních stolů a uklízí se několikrát denně.

Z hlavní místnosti přecházíme do menší, kde stojí několik přístrojů, které tuto firmu vynesly do nebe technické slávy - trošku mě zklame, že slavný mikroskop Magellan nevypadá nijak obzvláštně. Stojí jich tu pět, v různé fázi dokončování.
Každý dokončený kus stojí milion dolarů.

Zaráží mě, že na přístroji, kde má vše své pevné místo, je na jedné trubici namotán alobal, který jako byste sundali z rohlíku na svačinu.

Radek Matějka, sympatický chlapík, který se o dokončení tohoto kusu stará, vysvětluje: "Nemusí tam být, ale podstatně zrychlí vypékání jedné části tubusu. Jen já ve finální fázi nad tím přístrojem strávím asi 300 hodin. Proto používáme různé fintičky. Ty nám pomáhají procedury podstatně zkrátit," říká.

Hotový přístroj vidím až v malé místnosti, kde je pouze počítač, mikroskop a dvě židle u stolu.

Tomáš Vystavěl ukazuje fantastické obrázky viru, který se nožičkou zachycuje do bakterie, kterou má každý člověk běžně ve svém žaludku. Snažím se exkluzivní obrázek dostat pro MF DNES, ale nemám štěstí: "Ten obrázek vytvořili vědci, kteří na základě těchto fotografií dělají velký výzkum virů. Publikovat jej budou v časopise Nature a trvají na tom, aby tam byla fotografie zveřejněna poprvé. Jste bohužel až za nimi," říká Vystavěl.

Autoři:




Hlavní zprávy

Další z rubriky

Ilustrační foto
Studenti ekonomie mají svou laboratoř. Zkoumají třeba daňové podvody

Experimentovat mohou i ekonomové. Teď k tomu mají i dvě výzkumné laboratoře na Ekonomicko-správní fakultě Masarykovy univerzity v Brně. Jejich hlavní výhodou...  celý článek

Ministr obrany Martin Stropnický (ANO)
Jak se činili poslanci? Nejméně hlasoval Stropnický, nejvíc Sklenák

Jak si vedlo v uplynulém volebním období třiadvacet jihomoravských poslanců? MF DNES zmapovala jejich aktivitu. Řadě z nich se podařilo prosadit důležité...  celý článek

Zemědělci na polích u Mikulova zavlažují úrodu.
Vědci zkouší na Břeclavsku lék na sucho, inspirovali se v Izraeli

Odborníci budou v Přítlukách na Břeclavsku testovat, jak zadržet vodu v krajině a zpomalit její odtok. Obec se dostala mezi šest lokalit vybraných po celé...  celý článek

Utýrala holčičku v pěstounské péči. Musíme teď zpřísnit zákony?
Utýrala holčičku v pěstounské péči. Musíme teď zpřísnit zákony?

Tragický případ z minulého týdne nejspíš pohne českými zákony o pěstounské péči.

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.