Sdílet
12. října 2018
Rozhovor Petra Neugebauera, držitele ERC grantu na CEITEC VUT s Evou Bobůrkovou, redaktorkou časopisu Vesmír (10/2018).
Je zářný případ vědce: Odešel na zkušenou do zahraničí. Na prestižní univerzitě uspěl, stal se úspěšným badatelem. A pak se vrátil domů, dokonce s grantem Evropské výzkumné rady, aby o to, co se naučil a dokázal, obohatil českou vědu.
Chtěl to tak fyzikální inženýr Petr Neugebauer od začátku své vědecké kariéry, nebo ho museli k návratu hodně přemlouvat?
Vrátit jsem se chtěl od začátku. Jsem patriot a věřím v náš národ, i když to teď chvílemi vypadá nahnutě. Ale také jsem si byl vědom toho, že musím nejdřív získat startovací ERC grant, abych mohl pokračovat i doma ve svém výzkumu paramagnetické rezonance. Tady by mi na to nikdo peníze nedal. No a upřímně, jsem si vědom, že už mám dnes ve světě jméno, takže kdyby to šlo s naším státem úplně z kopce, můžu zase kdykoli odejít. Ale radši bych byl, kdybych nemusel. Jsem v tomto směru raději optimistou.
Řekl jste si: musím získat grant. A dostal ho. Ale tak jednoduché to asi nebylo. Co rozhodlo o vašem úspěchu?
Motivace a také informace. V zahraničí jsem poznával špičkové vědce, kteří měli s těmito granty zkušenosti, od nich jsem věděl, že musím přijít s něčím unikátním, ne s pouhým zlepšovákem. V mém případě jde o známou metodu, ale já ji stavím na hlavu, můj přístup je radikálně jiný.
Grant ERC dostalo zatím ani ne 50 Čechů, víc než polovina jej řeší v cizině. Prý otevírá všechny dveře. O to víc může být česká věda ráda, že vás tady máme.
Otevírá, až neuvěřitelně. Dostal jsem blahopřání od samotné ministryně školství Bádenska-Württemberska; legrační je, že mi v něm zkomolili moje – německé! – jméno, takže ho pak posílali ještě jednou opravené. Ale jak jsem řekl, byl jsem rozhodnutý pro Brno, pro svou alma mater. Grant jsem dostal v roce 2016, ale musel jsem požádat o roční odklad.
Jak to?
Navrhuji nový spektrometr pro magnetickou rezonanci, stavím ho od prvního šroubku až po finální zařízení včetně softwaru a automatizace. Některá zásadní zařízení nelze jen tak koupit, musel jsem čekat přes rok, než je na zakázku vyrobí. Navíc jsem požadoval magnet, který už je jen trochu vzdálený od hranic technologických možnosti. Na část věcí stále čekám…
K metodě, kterou, jak říkáte, převracíte naruby, jste se asi dostal ve Sttutgartu, kde jste působil několik posledních let.
Poprvé jsem se k magnetické rezonanci dostal již při doktorském studiu v Grenoblu, v laboratoři silných magnetických poli. Už tehdy jsem vyvíjel spektrometr, ale tam jsem to dostal úkolem, nebylo to z mé hlavy. Po doktorátu jsem odešel na dva roky do Frankfurtu do Biomolekulárního centra magnetické rezonance při Goethově univerzitě, až pak jsem přešel do Stuttgartu, kde jsem se zapojil do významného německého prioritního programu Schwer Punkt Program. Náš společný projekt se týkal právě elektronové paramagnetické rezonance (EPR). Projekt ještě pořád dobíhá, ale už beze mne, protože jsem mezitím dostal onen ERC grant a tam jsou striktní podmínky, člověk se mu musí věnovat na sto procent. Tedy jinými slovy, všechno do sebe krásně zapadlo: zkušenosti, které jsem nasbíral v Grenoblu, idea, která vznikla ve Stuttgartu, a teď to vygraduje v něco úplně nového.
A co je tedy to nové, co přesvědčilo komisi, aby vám prestižní grant udělila?
To, co dělám, je elektronová paramagnetická rezonance za vysokých frekvencí a vysokých polí. Zavedená paramagnetická rezonanční spektroskopie funguje na principu proměnlivého magnetického pole za konstantní frekvence, což mnou vyvíjená technika zcela převrací: Ta by měla fungovat v konstantním magnetickém poli s rychlou změnou frekvence. A protože frekvence odpovídá energii, díváte se vlastně na energetické spektrum, což můžete dělat za libovolného, tedy i nulového magnetického pole. Mimo obdržená spektra tak můžeme odhalit i relaxační časy různých materiálů, což otevírá kromě poznání v oblasti základního výzkumu i nespočetné budoucí aplikace.
Co bude tedy vaším prvním úkolem, až vybavíte laboratoř?
V prvotní fázi tedy musím dokázat fungování této techniky. Brzy nám vyjde článek v Journal of Magnetic Resonance, už zbývá jen odpovědět na doplňující otázky. Článek potvrzuje, že metoda funguje, a ukazuje rozdíl oproti konvenčním metodám. Výsledky ale pocházejí ještě ze spektrometru ve Stuttgartu. Na jejich základě pak budeme s mým týmem sestavovat i onen zcela revoluční spektrometr. S ním, jak věřím, posuneme poznání o kus dál, tam, kam se dnes používané metody nemohou dostat. Anebo se dají potřebné informace získávat jen obtížně na drahých a málo dostupných přístrojích. Můj přístroj to hodně urychlí.
V čem bude lepší než ty dosavadní?
Bude o řád jinde, schopen detekovat věci, které současné konvenční spektrometry nezvládnou. O to tady právě šlo: být první. Abych to byl já, musel jsem samozřejmě dost zabrat. Já, nějaký Neugebauer, soutěžím s váženými profesory z nejlepších univerzit, kteří lusknou prsty a dostanou na svůj výzkum půl milionu eur, ne za rok, ale téměř hned. Ale když jsem přišel se svou metodou, bylo jasné, že je to ono. Ona myšlenka měnit frekvenci místo magnetického pole v magnetické rezonanci spektroskopie existuje od šedesátých let, jenomže až nyní ji technologie umožní realizovat v plné kráse. Vytáhl jsem ji ze škatule a je tady. Až jsem si říkal, není možné, že to nikoho nenapadlo dřív.
Ale asi to bude tím, že zasloužilí profesoři bývají už spíš manažeři, rozvíjejí to, s čím začali před lety, nové revoluční myšlenky je asi až tolik nenapadají, a když už, tak nemají dost času pro ně nadchnout své studenty.
Vy vlastně navazujete na práci brněnského vědce Josefa Dadoka ze šedesátých let?
Skutečně se málo ví, že Československo tehdy díky Josefu Dadokovi patřilo mezi jediné tři státy, které byly schopné vyrobit komerční spektrometr pro nukleární magnetickou rezonanci (NMR). Kromě nás Japonsko a USA. Mělo to některé úsměvné aspekty, třeba že Tesla Brno musela využívat osobní počítače tehdy jediného českého výrobce, JZD Slušovice. Tudíž i se softwarem pro dojení krav. Josef Dadok po srpnové invazi zůstal v USA a působil jako profesor chemické instrumentace na Carnegie Mellon University v Pittsburghu, ale brněnské Národní NMR centrum CEITEC nese jeho jméno. (Profesoru Dadokovi je dnes 93 let a stále žije v USA, pozn. redakce.)
Chcete se pohybovat na poli základního výzkumu, nebo si dokážete představit nějaké aplikace, k nimž vaše metoda povede?
Stejně jako nukleární magnetická rezonance i elektronová paramagnetická rezonance je univerzální metoda. Neexistuje omezení vzorku, jen musíte být schopni jej umístit do držáku a musí být přítomen elektron. Takže aplikací je nekonečně mnoho. Zaměřujeme se na molekulární magnety a jejich studium, ale i na mnohé materiály. Byl jsem například první, kdo tuto metodu použil na grafen, spolu s kolegy z Grenoblu jsme tehdy publikovali článek How perfect can graphen be? Moje vize je, že se tato technologie bude používat na bezkontaktní měření kvality materiálů v průmyslu, ale do budoucna i materiálů určených ke kvantovému počítání nebo ukládání dat s vysokou intenzitou na molekulách, což jsou již zmíněné molekulární magnety. K tomu všemu je potřeba právě spektrometr s dostatečně vysokými frekvencemi a citlivostí.
Hledíte i do oblasti medicíny?
Do medicíny a strukturální biologie se určitě chceme ponořit. Už jsme s tím trochu začali ve Frankfurtu a do Brna za mnou přichází postdoktorand, zkušený teoretik Andriy Marko, který mi už teď propočítává, jak spektroskopii rozvíjet a využívat v tomto směru. Už jsem navázal kontakty se sesterskou organizaci CEITEC při Masarykově univerzitě, kde se zabývají biologií a medicínou.
Kolik k sobě do Brna ještě „stáhnete“ lidí?
Momentálně je nás už ke dvaceti. Ve skupině mám chemiky, kolegy, kteří se zabývají konstrukcí, odborníky na software ke spektrometru, zkušené experimentátory a lidi kované v nanofabrikaci, včetně třeba Abdela El Fatimiho, který má ohromné zkušenosti ze světa a nyní je profesorem v Casablance. Snažím se o široký záběr a chci na maximum využít možností, které nabízí CEITEC VUT.
Jsou lidé, kteří zažili velkorysé podmínky pro vědu v Německu, psychicky připraveni na situaci v Čechách? Nejsou úplně vzácné připomínky, že byrokracie dusí českou vědu…
Kolega Abdel je původem Francouz, tam mají s byrokracií také bohaté zkušenosti. Ale jinak spíš jde o to, že člověk jako doktorand nebo postdoktorand je ještě od byrokracie milosrdně odcloněn, pracuje v týmu svého vedoucího, ten řeší projekt, nese všechnu zátěž. To budu já, a tak si musím najít lidi, kteří mi s tím budou pomáhat. Je pravda, že věci tady trvají déle, v cestě od ideje k realizaci nám stojí zdlouhavý tendr. Nemám ještě velké zkušenosti s českými grantovými agenturami, ale ten systém mi přijde dosti nepružný. V březnu tedy všichni píšou granty a do prosince čekají na výsledek. V Německu je možné granty zasílat průběžně a průběžně se také hodnotí, což je určitě lepší. Vždyť si to vezměte, teď je červenec, mě napadne revoluční myšlenka a někdo se jí začne zabývat za rok a půl? To už někde někdo jiný ve světě bude mít všechno vyřešené a slízne smetanu. Německá grantová komise DFG zasedá čtyřikrát ročně, a jde tedy jen o to, ve kterém kvartálu se vaším projektem budou zaobírat. A je to tak větší úleva i pro administrativu a hodnotící vědce.
Když už jsme zabrousili do úrovně české vědy, člen vědecké rady ERC Tomáš Jungwirth si nedávno posteskl: „…naše úspěšnost (v rámci evropského rámcového programu na podporu výzkumu a vývoje), a to nemluvím jen o grantech ERC, je tristní“.
To je pravda. Myslím, že jedním z důvodů je, že Češi nejsou dost průbojní. Ne že by tady ti lidé na to neměli, ale mají strach. Neumějí se prodat. Kde my pořád hledáme, co nám chybí, Němec řekne, má to nedostatky, ale přesto je to skvělé, a Francouz? Ten vychválí i to, co je úplně nejhorší, a ještě to přibarví a navoní. Chybí nám to americké Let’s touch the sky. Je to v naší mentalitě, rodiče nás také dvakrát nechválili a člověk se naučí vystupovat a cítit se sebevědomě až v zahraničí. Já měl strach také. Když jsem psal žádost o startovací grant ERC, věděl jsem, že se nesmím sesypat, když to nedopadne. Zažil jsem neúspěch u své první žádosti o grant u německé grantové agentury DFG. Zažádal jsem znovu, protože posudky jsem měl dobré, a ještě o víc peněz. A nakonec jsem to dostal. Člověk musí bojovat, nenechat se otrávit, zdeptat.
Tomáš Jungwirth ale nehovoří o nedostatku odvahy jako důvodu nízkého počtu žádostí, ale spíš o špatné kvalitě podaných projektů.
To nemohu posoudit, dlouho jsem tady nebyl, ale v Brně je určitě pár kluků, kteří na to mají. A kolega Vojtěch Adam jej už také dostal, v červenci k němu přibyl Marek Mráz, měl jsem tu čest jim předat své zkušenosti s celým procesem. Protože já už jsem věděl, že se takový projekt musí psát jinak, než jsme tady zvyklí. Ambiciózně, v první osobě, musí to být hodně promyšlené a sebevědomé. A pak jej musíte prodat. Říkají tomu „pitch talk“: během pár vteřin musíte přesvědčit jakoby i uklízečku, že máte dostat i z jejích daní dva miliony eur a že jí vaše výsledky mohou zpříjemnit život.
Učíte umění vysvětlit daňovému poplatníkovi význam vašeho bádání i studenty?
Samozřejmě. Hlavně studenty, když namítají, že je to těžké, tak jim říkám, jsem placený daňovými poplatníky, jsem placen vašimi rodiči, abych vás to naučil. A to všechno má ještě jeden důvod: Jde mi o to, aby šlapala ekonomika. A ekonomika bude šlapat, jen když budou na svých místech kvalifikovaní lidé. V budoucnu pak bude na důchody a všichni budou šťastní. A oni si pak přestanou stěžovat a jdou se to naučit.
A vám někdo také poradil?
V Německu fungují takzvaná národní kontaktní místa, takže tam mi dali cenné rady i vzory, jak se má grant psát, a pak i rychle posoudí vaši žádost, a když se člověk dostane do druhého kola, tak si může otestovat prezentaci. Měl jsem přidělených 10 minut na prezentaci, 15 minut bylo na diskusi. Trénoval jsem se stopkami. Každé slovo jsem měl promyšlené, aby člověk neřekl tu samou věc dvakrát, ale když ji řekne, tak aby zdůraznil, že to je důležité. Vyhrál jsem si s tím.
V časopise Universitas před časem odpovídalo 25 lidí, kteří dostali ERC grant před vámi, na otázku: Co byste poradili českým a slovenským vědcům, kteří by chtěli o grant požádat. Co byste jim vzkázal vy?
Musíte mít nápad, být z něj nadšený, věřit, že to je ono. Přijít s něčím opravdu unikátním a za tím jít. A pak je také důležité přesvědčit onu pomyslnou uklízečku. Jak tohle zvládnete, je to doma. Nemáte co ztratit, jenom získat.
Teď máte jisté peníze, na pět let. Co bude pak?
Teď pojedeme jako na běžícím páse. Pak bych chtěl žádat o konsolidační ERC grant. Uvidíme, zda se to povede, nějaké nápady už mám. My jsme ještě dostali peníze z evropského grantu Future and Emerging Technologies. Jmenuje se PETER Project. Zabývá se plazmovou terahertzovou paramagnetickou rezonancí a je to společný projekt vědeckých institucí z Brna, Stuttgartu, San Sebastianu a jedné malé anglické společnosti, které má pomoci prorazit se společně vyvíjeným spektrometrem na trh. Za Brno jej vede profesor Tomáš Šikola, který se mnou spolupracoval po celou dobu mého pobytu ve Stuttgartu. Ten přišel s myšlenkou, pojďme udělat něco společného, z čehož se zrodil nápad vytvořit trochu nekonvenční spektrometr pro EPR. Tenhle grant byl můj záložní plán, kdyby mi nevyšel ERC. Naštěstí se podařilo získat oba dva, a tak jedou oba projekty. Prototyp spektrometru se ale staví ve Stuttgartu, což souvisí s tou naší malou českou odvahou, kterou jsem již zmiňoval, profesor Šikola je alespoň hlavním koordinátorem. Šlo se asi na jistotu. Ještě bych měl zmínit, že ten projekt dopadl ze všech nejlépe, dostal sto procent ve všech kategoriích. A to nás s ním poprvé vyhodili.
Vy jste odvahu a sebevědomí získal. Říkáte, že se tomu člověk naučí až v zahraničí. Víte o tom, že čeští studenti se často zdráhají odcestovat na několik let na postdoktorské studium do světa?
Abych pravdu řekl, mně se také nechtělo, museli mě k tomu dokopat. Ale teď toho vůbec nelituju. Musím poděkovat profesoru Tomáši Šikolovi, ten nás, studenty fyzikálního inženýrství, všechny ve čtvrťáku vyhazoval na zkušenou a dělá to dál. Peciválství totiž vede k záhubě. Vidím to i v Německu, někteří studenti pořád spí u maminky, nikdy nevytáhli paty z baráku, i když měli možnost jet do Ameriky, třeba jen krátce na měsíc. Tady je takových lidí taky hodně. Sedět u televize, dojet nejdál do vedlejší vesnice, ale rozumět všem problémům lidstva, a hlavně mít jediné správné řešení. Je to asi další součást naší mentality, že jsme takoví usazení. Třeba Poláci jsou v tom úplně jiní, jak dostanou možnost, vyletí. Důležité je vyletět a zase se vrátit. Dřív se také chodilo na zkušenou. Druhým problémem je, že studenti dnes žijí vlastně v blahobytu, dostane se jim všeho včetně pozic velice snadno, a oni jsou pohodlní. Třeba jsou šikovní, kdyby chtěli, dotáhnou to daleko, ale oni nechtějí, stačí jim udělat nezbytné minimum. Takové studenty já ale opravdu nehledám. Chci takové, které bude práce bavit a budou pro ni ochotní hodně udělat. Proč musíme telefonovat? Proč se ještě neteleportujeme? Líbí se mi Wernher von Braun, ten jako dítě snil o letu do vesmíru a nakonec se mu to i podařilo, i když jeho cesta byla spletitá…
A jaký byl váš dětský sen?
Mě bavilo konstruování, nic konkrétního jsem ale v hlavě neměl. Ale vždycky jsem se snažil, a to platí stále, něco vylepšovat, dnes je to třeba zmiňovaná EPR spektroskopie. Vždy si pokládám otázku, proč se věci dělají zrovna tak, nešlo by to jinak? Připouštím, že někdy se to tak dělá, protože to opravdu jinak zatím nejde.
Ing. Petr Neugebauer, Ph. D.,
(*1980) je absolventem oboru fyzikální inženýrství na VUT v Brně. V letech 2005–2010 působil jako doktorand a postdoktorand v Grenoblu v laboratoři silných magnetických polí (GHME FL). Poté dva roky pracoval v Biomolekulárním centru magnetické rezonance (BMRZ) při Goethově univerzitě ve Frankfurtu. V letech 2012–2017 se věnoval výzkumu na univerzitě v Stuttgartu. Od roku 2018 působí jako vedoucí výzkumné skupiny magnetooptické a THz spektrometrie v CEITEC VUT v Brně.
Slovníček pojmů
Nukleární magnetická rezonance (NMR) — Spektroskopie nukleární magnetické rezonance neboli NM R spektroskopie [zkratka NM R pochází z angl. Nuclear magnetic resonance (spectroscopy)] je fyzikálně-chemická metoda využívající interakce atomových jader s nenulovým jaderným spinem s magnetickým polem. Zkoumá rozdělení energií jaderného spinu v magnetickém poli a přechody mezi jednotlivými spinovými stavy vyvolané působením radiofrekvenčního záření. Na základě NMR spektroskopie lze určit složení a strukturu molekul zkoumané látky i jejich množství. Moderními metodami NM R spektroskopie lze zjistit i prostorovou strukturu menších proteinů, podobně jako pomocí rentgenové strukturní analýzy. Široká veřejnost se setkává v nemocnicích se zobrazovací metodou MRI, která je založena na principech NM R. (Zdroj: Wikipedie)
Elektronová paramagnetická rezonance (EPR) — Obdobně jako proton se v magnetickém poli chová elektron. Jeho magnetický moment však míří na opačnou stranu než spin, neboť elektron má záporný náboj. Také u elektronu vzniká ve vnějším magnetickém poli dvouhladinový systém. Na tomto jevu se zakládá spektroskopická sestra NMR, elektronová paramagnetická rezonance (EPR). Hmotnost elektronu je však mnohem menší než hmotnost jader, a proto se v EPR běžně používá magnetické pole 0,3 T a frekvencí kolem 9 GHz (vlnová délka asi 3 cm, tedy mikrovlny). Z hlediska použití této metody je tu ale podstatný rozdíl. Pomocí NMR je možné studovat většinu molekul, zvláště organických a biomolekul. EPR však „vidí“ jen molekulární entity velmi speciální, s nenulovým elektronovým spinem, tedy částice s nepárovými elektrony (radikály). Pro chemiky, kteří se zabývají radikály, je EPR metodou číslo jedna a metoda číslo dvě neexistuje. (Zdroj: Pavel Kubáček, VUT). Metoda má široké uplatnění i při studiu katalytických reakcí, ve strukturální biologii. Je potřeba mít volný elektron, ale ten se vyskytuje všude, je součástí chemických vazeb. Elektron je nedílnou součástí principu dnešní elektroniky, baterií a solárních článků, zde všude nachází EPR své uplatnění. A pro českého čtenáře bude jistě zajímavé, že pomocí EPR se ověřuje kvalita piva. EPR je však oproti NM R mnohem složitější, technologie s vysokými frekvencemi začíná být dostupná až nyní a je stále o řády dražší než NM R. (Zdroj: Petr Neugebauer)
Fotogalerie
