LIPTOVSKÝ JÁN. Niektoré urýchľovače, synchrotróny, slúžia aj ako zdroj svetla. Synchrotrónové žiarenie vedcom pomáha v podstate vidieť neviditeľné. V súčasnosti im slúži ako najvýkonnejší mikroskop, ktorý umožňuje spoznávať aj ten najmenší svet.
Vďaka tomu môžu riešiť mnohé problémy fyziky, materiálového inžinierstva, chémie, biológie, farmácie, archeológie, medicínskych vied a informačných technológií a pomáha im odpovedať na zložité otázky.
Svetovo uznávaní odborníci vo fyzike sa stretli v Liptovskom Jáne. Svoje bohaté skúsenosti prišli odovzdať účastníkom medzinárodnej zimnej školy synchrotrónového žiarenia. Boli tam prevažne študenti, mladí vedeckí pracovníci a doktorandi.
Kovové sklá sú žiadané
Marcel Miglierini z fakulty elektrotechniky a informatiky Slovenskej technickej univerzity (STU) v Bratislave povedal, že moderné materiály sú v súčasnosti veľmi žiadané a úlohou vedcov je zisťovať ich vlastnosti. Jedným z nich sú napríklad kovové sklá.
„Súčasný moderný automobil obsahuje takmer štyristo súčiastok. Sú to rôzne snímače, senzory, práve na báze amorfných kovových skiel. Konkrétnym príkladom je lambda sonda v katalyzátore,“ vysvetlil.
Kovové sklá majú veľmi výhodné magnetické vlastnosti. Bežne sa s nimi stretnete napríklad aj v supermarkete. Bývajú zabudované do obalu tovarov, ktoré nakupujeme. Keď materiál v podobe čipu prejde pokladňou, jeho parametre sa zmenia a prestane pípať.
„Štruktúra kovového skla je neusporiadaná, čiže amorfná. Keď ho použijeme napríklad v transformátore, tak pri zvýšenej teplote či dlhodobej prevádzke sa neusporiadaná amorfná štruktúra materiálu začne meniť, kryštalizovať a dostáva sa do usporiadaného stavu. Našou úlohou je skúmať vznik tejto kryštalickej štruktúry. Na to používane práve synchrotrónové žiarenie, ktoré dokáže podávať informácie vo veľmi krátkom čase. To, čo by v laboratóriu trvalo niekoľko desiatok hodín, dokážeme prostredníctvom synchrotrónového žiarenia zistiť za niekoľko sekúnd,“ vysvetlil M. Miglierini.
Odhaľujú štruktúru hmoty
Vplyvom teploty alebo času sa často fyzikálne vlastnosti materiálu menia. „Niekedy ale ide o nežiaduci proces, a preto sa mu snažíme zabrániť. No na to, aby sme to dokázali, musíme dôkladne poznať podmienky, za ktorých môžeme materiál prevádzkovať, aby nepriaznivé zmeny v jeho štruktúre nenastali,“ doplnil fyzik.
Existujú však aj iné materiály, takzvané nanokryštalické zliatiny. „Ich štruktúru tvoria kryštáliky veľmi malých rozmerov a tie naopak zlepšujú vlastnosti materiálu. Aby sme ich vedeli čo najlepšie využívať, musíme dôkladne poznať aj vplyv bežných vonkajších podmienok na štruktúru týchto materiálov,“ vysvetlil Miglierini.
Pavol Sovák z Prírodovedeckej fakulty Univerzity P. J. Šafárika v Košiciach povedal, že synchrotrónové žiarenie je veľmi kvalitný nastroj na odhaľovnie štruktúry živej aj neživej hmoty. Vedci ním získali viac možností, ako zdokonaľovať rôzne metódy pre štúdium štruktúry rôznych tuhých látok, ale aj živých organizmov. Synchrotrónové žiarenie je produkované na urýchľovačoch a v porovnaní s klasickými zdrojmi röntgenového žiarenia je podstatne intezívnejšie.
„Ponúka mnohé jemné efekty, ktoré súvisia s usporiadaním atómov s elektrónovou štruktúrou materiálov. To, čo bolo pre nás niekedy neviditeľné, sa prostredníctvom synchrotrónového žiarenia stalo realitou,“ dodal.
Sú odolnejšie ako najpevnejšia oceľ
Urýchľovač častíc tvoria extrémne drahé a rozľahlé celky, preto ich nie je možné postaviť v každom štáte. Slovenské vedecké komunity sa na takýchto experimentoch zúčastňujú napríklad v centre v Grenobli.
„Slovensko je akcionárom v jednom z najprestížnejších vedeckých projektov výstavby röntgenového lasera v Hamburgu. Ten umožní vidieť štruktúru materiálov na úrovni atómov a dokonca nasnímať film o správaní sa atómov a molekúl. Takže väzby na hamburské pracovisko máme veľmi úzke,“ povedal P. Sovák.
Karel Saksl z Ústavu materiálového výskumu Slovenskej akadémie vied vysvetlil, že kovové sklá by sa v budúcnosti mohli využívať napríklad v konštrukčnej praxi.
„Hliníkové zliatiny pri svojej malej hmotnosti a hustote znesú veľké mechanické zaťaženie. Svojimi mechanickými vlastnosťami sú v podstate odolnejšie ako najpevnejšie ocele, ktoré sa v súčasnosti používajú. Problém kovových skiel v súčasnosti je v tom, že neexistujú zliatiny, ktoré by sme dokázali pretaviť do väčších kusov, s ktorými by sa dalo ďalej pracovať. Uplatnenie budú mať v strojárenstve, leteckom priemysle, kozmonautike a všetkých odvetviach, ktoré využívajú ľahké ale extrémne pevné materiály,“ doplnil K. Saksl.
Záujem o štúdium technických odborov na vysokých školách je podľa M. Miglieriniho menši. „Súvisí to s ich náročnosťou. Fyzikálne odbory patria medzi najnáročnejšie. Na druhej strane majú študenti možnosť zúčastniť sa na experimentoch na svetovo uznávaných pracoviskách. Stretnú sa tak aj so svetovými odborníkmi. Často si prínos a dobré skúseností uvedomujú, účasť býva preto vysoká. Je to veľmi dôležitý faktor, práve špičkoví odborníci môžu našu krajinu posunúť dopredu. Tí sú žiadaní všade vo svete,“ uzavrel.
