Nanotechnologie proniká do života každého z nás. Je to vědní obor, který se zabývá výzkumem a využitím nanomateriálu. To je látka, která má alespoň jeden z rozměrů menší než 100 nanometrů, což odpovídá přibližně tisícině lidského vlasu. Takový ultratenký materiál má obrovské možnosti v různých oblastech. Povrch ošetřený nanonátěrem odolává například kapalině tak, že po něm steče – říká se tomu efekt lotosového květu. Nanočástice toho ale dokáží mnohem více.

Nanoroboti a mikroroboti jsou dalším stupněm vývoje nanotechnologií. A právě nanorobotům se věnuje na VŠCHT tým vedený doktorem Martinem Pumerou, vedoucím excelentního Centra pro Pokročilé funkční nanoroboty.

Zvětšená krvinka jako tenisák 

Abychom pochopili, v jaké sféře se v oblasti nanorobotů pohybujeme: Když se přeřízne vlas napříč a zvětší na tloušťku jednoho metru, tak červená krvinka má velikost tenisáku a nanorobot je na tom tenisáku chlup.

Zdroj: MMR

Projekt „Pokročilí funkční nanoroboti“ byl zahájen na konci roku 2016 a skončí v roce 2022. Jeho cílem bylo a je vytvoření excelentního týmu s mezinárodní účastí, který se zabývá výzkumem v oblasti nové kategorie nanotechnologií – autonomními nanoroboty využitelnými zejména v medicíně a v sanaci životního prostředí.

Sedmiletý výzkum přispěje k rozvoji mezinárodní spolupráce v oboru nanotechnologií a budování vazeb se zahraničními výzkumnými partnery se záměrem zapojovat se společně do prestižních mezinárodních grantových soutěží.

Projekt bude stát celkem téměř 220 milionů korun a Evropská unie na něj přispěje v rámci Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání částkou 157 milionů korun.

Podívejte se na Mapu projektů EU

Doktor Martin Pumera byl tím, kdo dokázal zmíněnou dotaci pro školu získat. Po několika světových štacích a sedmiletém působení jako profesor na univerzitě v Singapuru se rozhodl přenést svoje know-how do českého prostředí a stal se vedoucím grantu. „Náš tým má patnáct členů, třetina jsou Češi, třetinu kolegů jsem přetáhl ze Singapuru, mám tu odborníky z Francie, Španělska, Íránu, Peru,“ říká Martin Pumera.

Bez evropské dotace by byl projekt doslova nemyslitelný. Peníze směřují na přístrojové vybavení laboratoře, na chemikálie a na platy.

Hejna nanorobotů mohou spolupracovat

Využití nanorobotů je skutečně obrovské. Třeba zmíněná medicína: laicky řečeno, když je robot dobře naprogramován, může se dostat do místa nějakého problému, kde předá lék. Může ale naopak z daného místa v těle odebrat tkáň a tu po vytažení magnetem předat. „Nanorobota můžeme dát do tabletky, nebo se mohou třeba provrtat okem. Vytváříme roboty pro stomatologii na čištění zubních kanálků, což je skvělý projekt s českými lékaři,“ říká Martin Pumera.

Klinické zkoušky se v současnosti provádějí na zvířatech. Při otázce kolem možného uplatnění na lidech se doktor Pumera zamýšlí. „To je těžká otázka. Za dvacet let? My se ale nesoustředíme jen na člověka, spolupracujeme třeba na vývoji nanorobotického léčení zvířat a podobný projekt je i pro léčení květin.“

V oblasti životního prostředí může být nanorobot jednak signalizátorem znečištění, na druhou stranu může do postiženého místa donést látky potřebné k likvidaci znečištění. „K tomu samozřejmě nestačí jeden nanorobot, ale mluvíme tu o hejnech, která čítají i miliony nanorobotů. Je to jako u lidí, jeden člověk mrakodrap nepostaví,“ vysvětluje doktor Pumera.

Projekt v číslechZdroj: MMR

Do konce projektu chybí dva roky a jeho dosavadní průběh v mnohém předstihl i smělé představy výzkumníků. „To je dobře. Mnozí se mě ptají, co bude za deset dvacet let. Nevím. Kdybych to věděl, tak to dělám teď, protože bych měl náskok. Víte, my teď řešíme problémy, které by nás před třemi lety ani nenapadly. A to je skvělé. Nicméně za dva roky bude grant u konce. Rád bych pokračoval ve spolupráci s Evropskou unií na dalším projektu, který bude navazovat na ten současný.Je mi jasné, že bez evropské dotace by tento projekt fungovat nemohl. Tak to prostě je,“ dodává na závěr Martin Pumera.

Martin Pumera: Držím ostatním deštník nad hlavou a kryju jim záda

Doktor Martin Pumera (46 let) vystudoval Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy, působil v USA, Japonsku, Španělsku a sedm let také na univerzitě v singapurském Nanjangu. Nyní je v pražské Vysoké škole chemicko-technologické vedoucím excelentního Centra pro Pokročilé funkční nanoroboty.

Martin PumeraZdroj: Deník/Jiří MacekKdyž si zadám do vyhledávače „Pumera“, všude píšou, že jste jedním z nejcitovanějších chemiků na světě. Co to pro vás znamená?
Před dvaceti lety bych byl užaslý, dneska jsem nohama na zemi a je to konstatování. Jde o výsledek celého týmu. Mám 13 let svoji skupinu, která se obměňuje, a je mi jasné, že generál bez vojska bitvu nevyhraje a i Pumera bez lidí by byl také sám.

Co je vlastně nanorobot?
Tuhle otázku miluju. Robot dělá něco sám, a to něco musíte naprogramovat. Ale u nanorobota nemáte šanci udělat pohonnou jednotku pohyblivými součástkami, nelze tam instalovat motor či pohyblivý software. Inspirujeme se pohybem organismů, které motorek nemají. Chovají se na základě vypuštění určitých chemických signálů. Programujeme tedy chemicky jako příroda. Nanorobot je v podstatě jednoduchá věc, kterou skládáme jako kostky lega. Podle toho, zda ho chceme pohánět světlem, cukrem, magnetickým polem, tak tam dáme materiál, který na takový vjem reaguje. No a na robota „nalepíme“ látku, která je specifická například pro rakovinnou buňku. Když robot takovou buňku objeví, vypustí látku, která buňku zlikviduje.

Jak se nanorobot pohybuje?
V těle se může přesunovat takzvaně principem náhodného pohybu tak, že se šíří celým tělem, nebo směřuje cíleně navigován například magnetickým polem.

Jak se dostane do těla a pak z něho ven?
Dovnitř to může být třeba v kapsli nebo v případě mikrooperací se tam magnetickým polem zašroubuje. A ven z těla se dostane buď přirozenou cestou, může být vytažen magnetickým polem, nebo se jednoduše rozpustí.

Jak se nanorobot pohybuje například na moři? Plave sám, nebo ho musíte na dané místo dopravit?
Plave na svoji velikost neskutečnou rychlostí jeden milimetr za vteřinu, ale vzhledem k velikosti moře by to trvalo dlouho. Vytváříme mateřské „letadlové“ lodě, to jsou centimetrové roboty, které nanorobota nesou, ale ani to není příliš rychlé. Takže na řadu přicházejí drony. Ty poblíž místa vysadí mikroletadlovou mikrorobotickou loď, a ta už nanorobota doveze k cíli.

Říkáte, že nanorobota lze podle fantazie naprogramovat prakticky jakkoliv. Neobáváte se zneužití?
Určitě se dá zneužít. Ale lžička od kávy, kterou teď držím, může také posloužit k vraždě.

Projekt Pokročilí funkční nanoroboti probíhá za evropské dotace ve výši 157 milionů korun. Šlo by to bez ní?
To by rozhodně nešlo, jsem rád, že se podařilo podporu z fondů EU získat, a věřím, že to bude pokračovat. Peníze beru tak, že jsou od obyčejných lidí z jejich daní. Svému týmu to připomínám a jsem si vědom, že je daňovým poplatníkům musíme nějak vrátit. To se povede za deset dvacet let.

Vy sháníte peníze na pokračování projektu. Co když se to nepodaří?
Stát se to může, ale já jsem optimista. Sháním peníze, aby výzkum pokračoval, a to ještě ve větší formě, nápadů je spousta. Slovo dotace nemám rád. Říkám, že nedostávám dotaci, ale investici. Jsem odpovědný za to, že za ty peníze přinesu daňovým poplatníkům užitek. I když to bude až za nějakou dobu, beru vše jako dlouhodobou investici, která se musí vyplatit. Lidem. Státu. I když 95 procent představ nevyjde, těch úspěšných pět procent bohatě zaplatí veškerou investovanou sílu i peníze.

Kdo má vlastně zásluhy na tom, že jste úspěšný chemik?
Když nad tím přemýšlím, uvědomuji si, že nejvíce mi dal tatínek, který celý život opravoval ve fabrice tramvaje a po večerech chodil na melouchy. Pořád pracoval, a dal mi tak na vlastním příkladu základ toho, na čem stavím. Pracovitost a pokoru.

Četl jsem, že denně pracujete 16 hodin…
To je minulost, to bylo v Singapuru, tam jsem dělal i celý víkend. Jak stárnu, uvědomuji si, že tělo a mozek potřebují odpočinek. Takže jeden den o víkendu věnuji rodině, sportu, výletům. Začal jsem běhat, hraju badminton. Potěšením mi je práce na zahrádce. Bydlíme v malé vesnici za Prahou a je to báječné místo na odpočinek. Protože jsem vždy miloval astronomii, na té polosamotě je pozorování hvězd úžasná věc. Ale samozřejmě mě nabíjí moje práce. Říkám, že každý šéf musí být svému týmu oporou, o což se snažím. Držím ostatním takzvaně deštník nad hlavou a kryju jim záda. To je úkol každého šéfa. Jen to ne každý uplatňuje. Pravda je, že diář mám úkoly zaplněný na tři týdny dopředu.

Zdroj: MMR