Stoletá pouť krystalografie

Přesně na den 102 let od zlomového experimentu, který vytvořil základy moderního oboru, se v AV ČR uskutečnilo setkání u příležitosti letošního Mezinárodního roku krystalografie vyhlášeného UNESCO.

Kořeny zájmu člověka o různé krystalické látky sahají hluboko do minulosti. Lidé obdivovali krásu krystalů, postupně se zajímali o jejich geometrické uspořádání a snažili se najít jeho příčiny. O krystalech se zmiňuje už římský autor Gaius Plinius Secundus, ve svých knihách o hornictví a hutnictví o nich píše Georgius Agricola, symetrie sněhové vločky zaujala údajně i Johannese Keplera.

Až objev rentgenového záření však umožnil nahlédnout do vnitřní struktury krystalických látek. Zlomový experiment provedl Max von Laue 23. dubna 1912 a tento okamžik se považuje za počátek moderní krystalografie. O 102 let později se nad významem krystalografie zamýšlel celodenní seminář pořádaný v AV ČR, který byl zároveň součástí dnes už šedesátileté tradice krystalografických rozhovorů. Setkání s pořadovým číslem 294 uspořádaly Krystalografická společnost a MFF UK.

Jednotliví mluvčí doložili, jak obrovskými změnami obor prošel za relativně krátkou dobu své existence. Pokud dnes hledáme synonymum interdisciplinární spolupráce ve vědě, pak jím rozhodně krystalografie může být. Její metody se využívají nejen v materiálových vědách a ve fyzice a chemii obecně, ale zasahují také do farmaceutických a medicínských oborů. Krystalografie nezastírá ani svůj vztah k umění.

Konkrétní oborové zajímavosti i aktuální problémy střídala v rámci rozhovorů odlehčená témata. V úvodu citované historické souvislosti přednesl doc. Stanislav Daniš z Katedry fyziky kondenzovaných látek MFF UK. RNDr. Jindřich Hašek, DrSc., pro změnu zprostředkoval statistický pohled na udělené Nobelovy ceny více či méně související právě s krystalografií. Za více jak století jich bylo až třicet. Číslo se ovšem liší podle zvoleného úhlu pohledu.

Prof. Ivo Kraus z ČVUT v Praze přispěl osobní vzpomínkou na jednu ze zakladatelek oboru v českých zemích prof. Adélu Kochanovskou. Další připomněli účast bývalého Československa na mezinárodních projektech už od 40. let minulého století. V centru semináře však ležela současnost a budoucnost krystalografie, která je mimo jiné ve znamení složitých biologických struktur, nanostruktur nebo studia jednotlivých nanočástic.

Čtyřikrát o krystalografii

Moderátor a spolupořadatel rozhovorů doc. Radomír Kužel z MFF UK posoudil v krátkém rozhovoru současný stav především české krystalografie.

Obstojí česká krystalografie v evropském a celosvětovém kontextu?

Její význam rozhodně není zanedbatelný. V oblasti teorie difrakce, rozptylu na nanostrukturách patří ke světové špičce prof. Václav Holý z Katedry fyziky kondenzovaných látek MFF UK. Dále bych vyzdvihnul skupinu Fyzikálního ústavu Akademie věd RNDr. Václava Petříčka, CSc., která se dlouhodobě zaměřuje na studium tzv. modulovaných struktur. Vytvořila a stále zdokonaluje nejuniverzálnější program na řešení struktur Jana. Skupina RNDr. Jaromíra Hrdého, DrSc., z Fyzikálního ústavu vyvíjí unikátní monochromátory pro synchrotronové záření fungující na různých synchrotronech po světě.

Ovlivňují českou krystalografii nějaké aktuální trendy?

Začíná se hodně prosazovat biokrystalografie, která v našich zemích nemá tak dlouhou tradici. Kolega Jan Dohnálek, předseda nově vzniklé České společnosti pro strukturní biologii, se např. zabývá strukturou lékařsky a biotechnologicky důležitých enzymů. K rozvoji tohoto oboru přispívají například Ústav molekulární genetiky, Biotechnologický ústav AV ČR, nově vznikající biotechnologické a biomedicínské centrum BIOCEV a další pracoviště v Brně (nyní v rámci projektu CEITEC) a Českých Budějovicích.

Biokrystalografie je jen jeden z mnoha příkladů. Najdeme tradičnější uplatnění krystalografie v jiných oborech?

Uplatnění je velmi široké od mineralogie a chemie, biologie, lékařských oborů přes fyziku až ke zkoumání materiálů v průmyslu. Konkrétně na MFF UK se zabýváme tzv. práškovou difrakcí polykrystalických a nanokrystalických materiálů různých druhů a zejména tenkými vrstvami. Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT v Praze se např. zaměřuje na studium zbytkových napětí v materiálech a před nedávnem zakoupila přenosný rentgenový přístroj, který měří pnutí v povrchové vrstvě materiálu na základě meziatomové vzdálenosti.

Rozvíjejí se technologie dál, nebo je nyní na hranici svých možností?

Technologie se rozhodně posunují dopředu. V 80. letech šlo především o automatizaci, laboratorní technika přitom zůstávala v základu stejná. Posledních dvacet let přináší inovace i do této oblasti, například nové detektory, rtg optiku i zdroje. Experimenty, které bylo před deseti lety možno uskutečnit pouze na synchrotronu, je dnes možné provádět rutinně v laboratoři a na synchrotronech se provádí zase experimenty kvalitativně nové.

Letošní Mezinárodní rok krystalografie ovlivní také Den otevřených dveří naší fakulty. Jeho hlavní přednáška se bude věnovat právě tomuto oboru.

- OMK -