Návštěva v království grafenu a nanotechnologií

   

Když měl v březnu letošního roku na naší hvězdárně doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. velice zajímavou přednášku o grafenu (viz. http://www.hvezdarnapv.cz/ohlednuti-za-prednaskou-podivuhodny-grafen), domluvili jsme se, že budeme moci podniknout výpravu přímo na jeho pracoviště, do Ústavu fyzikálního inženýrství VUT v Brně, Odboru pevných látek a povrchů. Přístup do špičkově vybavené laboratoře nanotechnologií nám byl potom umožněn s laskavým svolením pana prof. RNDr. Jiřího Spousty, Ph.D., který nás též do laboratoře osobně uvedl. Protože se jedná o čisté a bezprašné prostředí, oblékli jsme si nejprve návleky na obuv, bílé pláště i speciální pokrývky hlavy a teprve potom jsme vkročili do prostor, ve kterých se provádí základní výzkum, a to nejen v oblasti grafenu. Pracovníci vědeckého týmu nám v laboratoři popsali jednotlivé přístroje, pracovní postupy i cíle výzkumu a toto povídání bylo též neobyčejně zajímavé.

Existuje několik způsobů výroby grafenu. Na této aparatuře se grafen připravuje ve speciální vakuové komoře, kde za vysoké teploty narůstá na měděné destičce. Tento způsob se v současnosti zdá být nejvíce perspektivní pro budoucí průmyslové využití.

Po vyjmutí z komory se grafen přenáší z mědi na křemíkovou podložku.

Neuvěřitelná byla pro nás skutečnost, že grafen - jednovrstvá atomová mřížka uhlíku - je vidět očima! Jedná se o fialové plošky na křemíkových destičkách. Že by základ budoucích superrychlých procesorů počítačů?

Analýza získaných vzorků se provádí na mikroskopech atomárních sil (tzv. AFM). Na obrázku je mikroskop od ruské firmy NT-MDT. Zajímavá pro nás byla jednak skutečnost, že vzájemná meziatomová přitažlivost je vůbec sto ovlivnit nějaký makroskopický objekt, jako je měřický hrot mikroskopu. A rovněž, že existuje možnost hrotem nanostruktury vytvářet!

Zakládání vzorku do rastrovacího elektronového mikroskopu od firmy TESCAN Brno, s.r.o.

Špičkový mikroskop atomárních sil od firmy Bruker. Tento přístroj je určený pro Středoevropský technologický institut CEITEC (nové výzkumné centrum, které vzniká jako projekt šesti nejvýznamnějších brněnských univerzit a výzkumných institucí v Brně).

Aparatura s několika propojenými vakuovými komorami pro napařování tenkých vrstev různých materiálů.

Terčík, na kterém právě dochází k napařování velmi tenké vrstvy titanu.

Setkání s prof. RNDr. Jiřím Komrskou, CSc., člověkem, jehož studenti jsou dnes již rovněž docenty a vysokoškolskými profesory a vedou špičkový vědecký výzkum a také člověkem, kterému se na VUT podařilo vybudovat skvělý a přátelský pracovní kolektiv. 

Jsme národ, který má být na co hrdý. Je nás sice méně než třeba obyvatel New Yorku, ale jsou mezi námi velmi šikovní a chytří lidé, kteří umí dělat opravdu veliké věci. Výsledky jejich výzkumné činnosti zdaleka přesahují hranice naší země. Bez lidí tohoto druhu bychom nemohli provádět pro nás dnes tak samozřejmé věci, jako telefonování mobilními telefony, psaní tohoto článku na počítači, nebo létání na dovolenou moderními letadly. Počátky mnoha technologií lze totiž často nalézt v podobných vakuových komorách. Návštěva laboratoře nanotechnologií na VUT FSI a setkání s jejími velmi ochotnými a vstřícnými pracovníky byla pro nás pro všechny úžasným zážitkem. Vždyť mnozí z nás měli možnost vidět takovouto špičkovou laboratoř na vlastní oči poprvé v životě.