Rendhagyó évzáró bejegyzés következik. Szerintem rólam nár nagyjából mindenki mindent tud azon kívül, hogy pontosan mivel is foglalkozom, úgyhogy erről lesz most szó. Ez egy hosszú, ám annál érdekesebb, hiánypótló poszt.
Sokan kérdezték már tőlem, hogy mivel foglalkozom, és miután elárultam, a választ mindezidáig kissé bizonytalan tekintet és sűrű homály követte, de én nem is hibáztatok ezért senkit, szerintem sem triviális, hogy pontosan mivel foglalkozik egy nanotechnológus. Hát most akkor elárulom.
Szerkezeti és funkcionális anyagok közel atomi szintű modifikálásával, hogy az adot alapanyag megfeleljen egy/több előírt célra, illetve megjelenjen egy/több előírt tulajdonsága. Hogy ez mit jelent a valóságban? A valóságban azt, hogy fogunk egy közönséges dolgot, mint egy darab fém, vagy egy darab műanyag, állati drága és bonyolultan működő berendezésekkel és állati bonyolult számítások és kísérletek alapján varázsolunk vele valamit, és utána az adott anyag mágikus tulajdonságokat kap. Mondjuk ultrakönnyű, extrémen hőálló, ultrakemény, élőlényekbe beépíthető, gyógyítja a rákot (később lesz róla szó), ilyesmi. Akármi. A lényeg, hogy megerőszakoljuk a létező anyagot, így az olyan dolgot fog csinálni a kedvünkért, amit úgy alapból soha az életben nem csinálna. Sokan ezt tévesen kvantumfizikával kötik össze, pedig ez nem ugyanaz, az pár nagyságrenddel alattunk van méretben, és az nem határozza meg egy anyag viselkedését. A klasszikus fizika és kémia viszont igen, mi ennek a két tudománynak az eszközkészletét használjuk, pontosabban ezek szerelemgyermekét, a fizikai kémiát, amely tulajdonképpen az anyagok kémiai viselkedését írja le fizikai alapon, és fordítva. Ha valaki hallott már entrópiáról és entalpiáról baromi hosszú és érthetetlen egyenletekben, amelyekben számok alig, inkább csak görög és latin írásjelek szerepelnek, akkor megnyugtatom, hogy ez az. Nem egyszerű tudomány, és meglepő módon nem is új, sőt, hosszú történelme van, mondhatni a kolloidika és kolloidkémia folytatásának tekinthető, amely arról szólt, hogy hogyan oszlathatunk el egy közegben egy vele nem elegyedő másik közeget úgy, hogy az egész úgy is maradjon ahogy éppen van, illetve ez az egész mire használható fel. Ez persze csak a dolog alapja, rengeteg olyan jelenségről van szó a témában, amelyek még számunkra is meghőkkentően mágikusak, azonban matematikailag rendkívül jól levezethetőek (és ami még fontosabb, hogy tényleg úgy is működnek a valóságban), és ez a tudomány napjainkban nagyon jelentős fejlődésen megy éppen keresztül. De ez utóbbi gondolom senkinek nem új.
És hogy én mivel foglalkozom - hát leginkább sokmindennel. Két nagyon fontos kutatási területem volt eddig. Először a kompozitgyártásról lesz most szó. A kompozitok ugye társított anyagok, amelyekben legalább két különböző fázis érintkezik és tapad egymáshoz, tehát mondjuk egy szendvics vagy a tehéntrágya is kompozit, előbbi rétegelt, utóbbi ürülék mátrixú, szalmaszál erősítésű kompozit. A nanotechnológia ezen kétszeresen is csavar. Először is, nanokompozitokkal foglalkozunk, tehát olyan szerkezetekkel, amiket nem lehet atomonként egymás mellé pakolni, mert az évmilliókig eltartana, ehelyett a kísérleti körülmények (idő, hőmérséklet, nyomás, stb.) jó beállításával vesszük rá magát a rendszert, hogy ilyenre álljon be. Ez egyáltalán nem triviális. A másik csavar, hogy bár azt eddig nem említettem, az ilyetén kutatás alapja az, hogy iparilag alkalmazható legyen. Bár köztudottan létezik blue-sky research, amelyben a kutató fogja magát és önhatalmúlag kitalál valamit, én főleg célzott alapkutatással foglalkozom, ami a következőképpen megy: jön a megrendelő, és megmondja, hogy kell neki egy adott valami, ami egy adott dolgot tud, de ilyen eddig nem létezett a világon, fejlesszük ki neki. Mi pedig ezt kifejlesztjük neki. Aztán a megrendelő megkapja, örül neki mert végre van ilyenje amit használni tud és termelékenységet tud növelni, mi is örülünk mert fizetést kapunk, és a világ is örül, mert tudományos felfedezésekkel lett gazdagabb. A második csavar tehát az, hogy főleg ipari megrendelésre, célzott kutatásokat végzünk. Végzek. Még eddig.
A kompozitom amit fejlesztettem alumínium mátrixú, karbonszál fut benne végig, és nem nagy titok, hogy új generációs elektromos távvezetékként kívánja az EU hasznosítani a jövőben, ugyanis szilárdságtanilag hasonló a jelenleg használt acélmagos kábelhez, de annál sokkalta könnyebb. És elsőre nem hangzik nagy dolognak, de egyáltalán nem triviális egy alumínium-karbon rendszert összehozni, a fémolvadékok ugyanis rendszerint nagy felületi energiával rendelkeznek, összehúzzák magukat gömbbé olvadt állapotban, és nem folynak be a szálak közé. Mintha egy kandallóban lángoló gyurmagolyóba akarnál egy hajszálat beleapplikálni. Nem fog menni. És ez persze csak az egyik legfontosabb probléma, amit meg kellett oldanunk, mellette még volt ezermillió másik (ne legyen porózus, egyenletes legyen, ne legyen zárványos, stb.), de végül olyan sokat tanulmányoztuk a rendszert, hogy szinte mindent megtudtunk róla, amit emberileg tudni lehet. Ez a téma két elsőszerzős impakt-faktoros cikket ért nekem ezidáig, egy TDK első- és előadói díjat, egy OTDK különdíjat, és egy ötös BSc diplomamunkát. Mondhatni hálás téma ez.
Erről már nem volt mit kutatni, így a kutatás lezártával a ferrofluidok felé fordult a figyelmem. Ez tulajdonképpen egy ilyen fekete folyadék, ami reagál arra, hogy ha mágnessel közelítesz felé. Elkezd felé mászni, domborodni ha alatta van, tüskésedni, életre kel, kirajzolja az erővonalakat, nem akarom túlragozni, youtubeon rengeteg videót lehet róla találni, ha valaki nem ismerné.
A jelenség alapjai egyszerűek, bár iszonyat nehéz úgy megcsinálni, hogy jó legyen. Tulajdonképpen kémia az egész. Úgy működik, hogy nanoméretű magnetit részecskék lebegnek a szmötyiben, amik mágnesesek (a szuperparamágnességet nem kezdem most el magyarázni, legyen annyi elég hogy mágnesesek), de ez nem elég, hanem ezek mindegyike köré egy parányi burkot kell építeni, hogy ne tapadjanak össze. A lényege tkp. ez, és ezzel majdhogynem kész.
Igen ám, de az van, hogy ennek az orvosbiológiai jelentősége nagy. A gyógyításban ezt célzott rákterápiás szerként akarják hasznosítani, ez egy rettentő nagy ütőkártya lenne. A terv az, hogy fogják a rákos beteget, beinjekciózzák neki ezt a szmötyit, és mágnessel direkte odavezetik a testen belül a daganathoz. Aztán innentől többféle forgatókönyv van. Az egyik az, hogy liposzómákkal gyógyszert csomagolnak mellé ami ott kifejti a hatását, vagy akár egyszerűen csak forgó mágneses mezővel bizgerélik a szmötyit. Erre melegedni kezdenek a részecskék ott, és a daganat erre érzékeny és elpusztul, és a beteg kigyógyul a rákból pár grammnyi ilyen cucc hatására. Ez a dolog így nagyon szépen hangzik, de a nanotechnológia tudományának a legfontosabb szabálya az, hogy MOTHER NATURE IS A BITCH. Ugyanis.
A ferrofluid nem biokompatibilis. Szerves közegű, de ha emberbe akarják juttatni, akkor vizes közegűvé kell varázsolni. Ha nem alkalmazom körülötte a burkot, akkor pont a vér 7,4-es pH-ján tapad össze a legjobban. Nem lesz szép eredménye, ha bármennyire is összetapad a cucc az ember érrendszerében. Ez a két legfontosabb probléma, ebből származtatható lényegében a többi (alapanyagok minősége, kísérleti eljárások, részecskék mérete, stabilizálószer, stb.), ezt jelenleg is intenzíven kutatom. Működő szerves ferrofluidban már nagy rutinom van, vizes közegűvel már kisebb. Ez még nagyon új, egyedül foglalkozom ezzel, és ezért kicsit el is vagyok anyátlanodva, nem ért el még akkora sikereket mint a kompozit (eddig csak egy TDK 2. hely), de igény egészen nyilvánvalóan van rá, irtózatos pénzeket kapok az államtól pályázatilag a kutatásra, mindenki lehidal aki ezt a dolgot meghallja, és nem titkoltan azt tervezem, hogy ebből is írok egy ötös diplomát immáron MSc szinten, és aztán PhD-n elmélyültebben foglalkozom a téma biológiai oldalával. És hát ez van, kemény téma, emberéletek múlnak rajta akár sikerül akár nem, de that's what the mérnökök do. Mint mondottam egyszer, ha mérnök vagyok, hidat tervezek, leszakad, meghalnak több százan, nem mondhatom hogy bocsesz. Úgy kell megtervezni, hogy soha ne szakadjon le.
Gondolkoztam, hogy a Puliról is írok valamit majd, de arról több közérdekű információ lelhető fel a neten, így ezt az ötletet elvetettem.
Az előbb említett TDK-k és diplomamunkák természetesen publikusak, ha valakit az itt leírtaknál jobban érdekelne ez az egész.
Addig is újévet nekünk.
.jpg)
