ČESKÁ VĚDA

Pokud se těšíte na další miniaturizaci výpočetní techniky, přejete si v budoucnu automobily se spotřebou kolem 4l na 100 km, nebo dopravní prostředek, který bude poháněn na základě rozkladu vody pomocí slunečních paprsků, pak čtěte dál.

Největší technologický boom příštích desetiletí se možná zrodí jen kousek od Vašeho bydliště. Profesor Jaroslav Vlček vede několik let katedru fyziky na Západočeské univerzitě v Plzni. Kromě vedení katedry a kvanta teoretického i aplikovaného výzkumu má čas také na mentorování postdoků v rámci projektu EXLIZ. Cíl projektu je prostý: získat pro ZČU nejtalentovanější mladé vědce z celého světa.

Pokud se těšíte na další miniaturizaci výpočetní techniky, přejete si v budoucnu automobily se spotřebou kolem 4l na 100 km, nebo dopravní prostředek, který bude poháněn na základě rozkladu vody pomocí slunečních paprsků, pak čtěte dál.

Největší technologický boom příštích desetiletí se možná zrodí jen kousek od Vašeho bydliště. Profesor Jaroslav Vlček vede několik let katedru fyziky na Západočeské univerzitě v Plzni. Kromě vedení katedry a kvanta teoretického i aplikovaného výzkumu má čas také na mentorování postdoků v rámci projektu EXLIZ. Cíl projektu je prostý: získat pro ZČU nejtalentovanější mladé vědce z celého světa.

Profesora Vlčka jsme se zeptali, zda by nám mohl přiblížit, jak přesně ono mentorování probíhá: „Polovinou vyřešeného úkolu je dobře položená prvotní otázka. Primárně musím tedy správně vytipovat směr, kterým se bude výzkum týmu ubírat,“ dodává s úsměvem. Pro svého postdoka si vybral ambiciózní úkol – nic menšího než vyvinout speciální materiál, který dokáže rozložit běžnou vodu na čistý kyslík a vodík. Na ten by následně mohla jezdit auta, nebo třeba létat rakety do vesmíru.

Oním postdokem je jedenatřicetiletý doktor Jiří Čapek, jehož jméno se vyplatí si do budoucích let zapamatovat. Pomocí výbojového plazmatu vytváří doktor Čapek zcela nové tenkovrstvé materiály, které se v přírodě nevyskytují. Dokonce je zatím běžně nedokáží vyrobit nikde jinde než na Západočeské univerzitě v Plzni.

Využití Slunce jako zdroje energie není nic nového, ale řešení, na kterém pracuje Jiří Čapek, je vskutku revoluční. Oproti dnes známým fotovoltaickým elektrárnám nebudou plazmatem „ošetřené“ desky zabírat ornou půdu, neboť mohou být umístěny přímo v mořské vodě, kterou mají rozkládat. „Materiál, který zde vyvíjíme, oxynitrid tantalu, bude maximálně citlivý na sluneční světlo a použitelný pro tzv. ‘water-splitting’, což je rozklad vody na vodík a kyslík. Získání dostatečného množství čistého vodíku a kyslíku z vody je možné právě díky plazmatem připravenému materiálu o specifickém složení a struktuře,“ vysvětluje doktor Čapek.

„Představte si obří nevyužité mořské plochy blízko rovníku. Tam dopadají sluneční paprsky s vysokou intenzitou a můžeme si proto dovolit sem umístit velkou desku o ploše v řádu několika stovek metrů čtverečních. Sluneční energii, která nic nestojí, uložíme do formy vodíku a následně ji můžeme převést na jinou formu energie. Třeba na pohon aut nebo na veřejné osvětlení,“ dokončuje doktor Čapek svoji myšlenku.

Když zrovna nepracuje na  novém energetickém zdroji budoucnosti, vyvíjí doktor Čapek technologii vysokorychlostní přípravy speciálních tenkých vrstev na bázi diamantu. Tyto vrstvy o nízkém koeficientu tření snižují spotřebu paliva dopravních prostředků, a tím i produkci skleníkových plynů.  A to není vše. Díky zájmu Air Force Research Laboratory (Dayton, USA), se nové materiály na bázi křemíku, boru, uhlíku a dusíku, které doktor Čapek pomáhá vyvíjet na katedře fyziky, mohou objevit třeba i v kosmickém programu NASA. Tyto materiály totiž vydrží extrémní teploty, až do výše 1700°C, což je teplota nosu raketoplánu při jeho průchodu atmosférou. „Spolupracujeme také se společností IBM Electronics (Albany, USA), která projevila zájem o novou generaci tenkovrstvých materiálů pro elektronické součástky. Ty snad v budoucnu povedou k ještě další vlně miniaturizace výpočetní techniky,“ zakončuje Jiří Čapek.

 Tato akce je realizována v rámci projektu EXLIZ – CZ.1.07/2.3.00/30.0013, který JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Profesora Vlčka jsme se zeptali, zda by nám mohl přiblížit, jak přesně ono mentorování probíhá: „Polovinou vyřešeného úkolu je dobře položená prvotní otázka. Primárně musím tedy správně vytipovat směr, kterým se bude výzkum týmu ubírat,“ dodává s úsměvem. Pro svého postdoka si vybral ambiciózní úkol – nic menšího než vyvinout speciální materiál, který dokáže rozložit běžnou vodu na čistý kyslík a vodík. Na ten by následně mohla jezdit auta, nebo třeba létat rakety do vesmíru.

Oním postdokem je jedenatřicetiletý doktor Jiří Čapek, jehož jméno se vyplatí si do budoucích let zapamatovat. Pomocí výbojového plazmatu vytváří doktor Čapek zcela nové tenkovrstvé materiály, které se v přírodě nevyskytují. Dokonce je zatím běžně nedokáží vyrobit nikde jinde než na Západočeské univerzitě v Plzni.

Využití Slunce jako zdroje energie není nic nového, ale řešení, na kterém pracuje Jiří Čapek, je vskutku revoluční. Oproti dnes známým fotovoltaickým elektrárnám nebudou plazmatem „ošetřené“ desky zabírat ornou půdu, neboť mohou být umístěny přímo v mořské vodě, kterou mají rozkládat. „Materiál, který zde vyvíjíme, oxynitrid tantalu, bude maximálně citlivý na sluneční světlo a použitelný pro tzv. ‘water-splitting’, což je rozklad vody na vodík a kyslík. Získání dostatečného množství čistého vodíku a kyslíku z vody je možné právě díky plazmatem připravenému materiálu o specifickém složení a struktuře,“ vysvětluje doktor Čapek.

„Představte si obří nevyužité mořské plochy blízko rovníku. Tam dopadají sluneční paprsky s vysokou intenzitou a můžeme si proto dovolit sem umístit velkou desku o ploše v řádu několika stovek metrů čtverečních. Sluneční energii, která nic nestojí, uložíme do formy vodíku a následně ji můžeme převést na jinou formu energie. Třeba na pohon aut nebo na veřejné osvětlení,“ dokončuje doktor Čapek svoji myšlenku.

Když zrovna nepracuje na  novém energetickém zdroji budoucnosti, vyvíjí doktor Čapek technologii vysokorychlostní přípravy speciálních tenkých vrstev na bázi diamantu. Tyto vrstvy o nízkém koeficientu tření snižují spotřebu paliva dopravních prostředků, a tím i produkci skleníkových plynů.  A to není vše. Díky zájmu Air Force Research Laboratory (Dayton, USA), se nové materiály na bázi křemíku, boru, uhlíku a dusíku, které doktor Čapek pomáhá vyvíjet na katedře fyziky, mohou objevit třeba i v kosmickém programu NASA. Tyto materiály totiž vydrží extrémní teploty, až do výše 1700°C, což je teplota nosu raketoplánu při jeho průchodu atmosférou. „Spolupracujeme také se společností IBM Electronics (Albany, USA), která projevila zájem o novou generaci tenkovrstvých materiálů pro elektronické součástky. Ty snad v budoucnu povedou k ještě další vlně miniaturizace výpočetní techniky,“ zakončuje Jiří Čapek.