Előfizetés a lapra

Akit a kíváncsiság hajt

A hét kutatója, fizika, interjú, MTA Wigner Kutatóintézet

2019/02/27

Mindig is érdekelte a fizika, gyerekkori kíváncsisága sokszor sarkallta a különféle műszaki eszközök szétszerelésére, hogy megismerje azok működési mechanizmusát. Sikerélményei hozzájárultak ahhoz, hogy az Ungvári Egyetem fizika szakára jelentkezzen. Később a Budapesti Műszaki Egyetemen szerzett doktori fokozatot, jelenleg pedig a MTA Wigner Kutatóintézet Szilárdtestfizikai Központjában végez kutatásokat. Lapunk e heti számában Veres Miklóssal beszélgettünk.

– Jelenleg milyen kutatásokat folytat a Wigner Kutatóközpontban?

– Csoportunknak két fő kutatási területe van. Az egyik az optikai, a rezgési és a lézerspektroszkópiát tanulmányozza, a másik pedig a szénalapú anyagok előállítását és módosítását vizsgálja. A spektroszkópiai területen több projekten is dolgozunk, melyek főként hazai és nemzetközi pályázatokhoz kapcsolódnak, és bízunk abban, hogy a kutatások során nyert eredmények hasznosíthatóvá válnak valamelyik tudományterületen. Jelenleg részt veszünk egy Európai Uniós projektben, melynek célja egy olyan módszer kifejlesztése, amivel nyomon követhetővé válnak a sejtmagban zajló folyamatok. Ez egy nagy pályázat angol, német és magyar résztvevőkkel.

– Röviden bemutatná az Uniós projektet, amelyben részt vesznek?

– DNS-szakaszokat jelölünk meg nagyon apró jelölőmolekulákkal, melyek összesen három atomból állnak és a Raman-spektroszkópia segítségével ezek könnyen detektálhatók. Mi ehhez egy speciális berendezést építünk, melynek működése a Raman-spektroszkópia egyik változatán, az indukált Raman-szóráson alapul. A cél, hogy bejuttassuk ezeket a DNS-szekvenciákat a sejtmagba, majd a műszer segítségével nyomon kövessük a DNS-szakaszok változásait. Többek között figyeljük a sejtosztódást, így próbálunk következtetni az embrió fejlődésére. A német neuro-biológiai kutatócsoport a külső tényezők, például a halak közötti interakcióknak az idegsejtek fejlődésére kifejtett hatásait vizsgálja, míg az angol csoport a DNS-transzkripciót tanulmányozza a sejtmagokban. A legújabb eredmények szerint például az apától és az anyától származó gének kettőzése külön helyeken zajlik le a sejtmagban.

Interferometriai laboratórium a Wigner Kutatóközpontban (Forrás: Veres Miklós)

Ezek mind roppant lényeges információk lehetnek a későbbiekben a genetikai betegségek kimutatásánál és megelőzésénél, valamint az idegrendszeri betegségek (például Parkinson-kór, epilepszia) kezelésénél. Utóbbihoz kapcsolódik a projekt másik része, melynek célja az emberek gyógyítására ténylegesen használható új diagnosztikai és terápiás módszerek kifejlesztése. A kezelés egyik módja a lézeres stimuláció lenne.

– A fizikával kapcsolatos kutatások érintenek-e más tudományterületeket?

– Az orvostudományon kívül kutatásaink főként a mérnöki területekhez kötődnek. Jelenleg egy, a megújuló energiák kutatásával kapcsolatos projektben is részt veszünk, amelyben lézeres energiatovábbítással foglalkozunk. Ennek lényege olyan technológiák kifejlesztése, melyek révén optikai eljárásokkal lehet nagy távolságra energiát eljuttatni, például drónokat tölteni a levegőben vagy optikai kábellel (szikraveszély nélkül) áramot küldeni robbanásveszélyes környezetekbe vagy bányákba. Emellett van olyan kutatásunk is, melyben a vércukorszint mérést próbáljuk megvalósítani anélkül, hogy szúrást ejtenénk a bőr felületén.

– Az utóbbi években mi volt a legnagyobb eredménye?

– 2000-ben, amikor ide kerültem, bekapcsolódtam az amorf szenek kutatásába. Ezeket az anyagokat rengeteg területen hasznosíthatják. Képezhetnek védőbevonatot, funkcionálhatnak optikai ablakként, de ilyenek védik a merevlemezek felületét is a különböző sérülésektől. Mi főként a gyémántszerű amorf szenet tanulmányoztuk, mely egy nagyon kemény, kis súrlódással rendelkező, optikailag átlátszó, kémiailag semleges anyag, tehát ideális védőrétegként funkcionálhat. Ilyen védőréteget fejlesztettünk az érszűkület gyógyításában használt sztentekre.

– Hogyan működik ez az eljárás?

– A véredényeken keresztül egy katéter végén található ballonra rögzített hengeres fémhálót (sztentet) juttatnak az érszűkület helyére. Ezután a ballont felpumpálják, így a háló kitágul. A ballont később leeresztik, a sztent viszont ott marad, megtámasztja az érfalat, megszüntetve a szűkületet és biztosítva a rendes vérkeringést. Ugyanakkor a fémhálót célszerű valamilyen biokompatibilis anyaggal bevonni, hogy a véráram ne mosson ki káros ionokat abból. Ez volt a mi feladatunk. A bevonat kifejlesztése során a legnagyobb gondot a felfújás során jelentkező deformáció kezelése okozta, végül azonban sikerült áthidalni az akadályokat. Később speciális gyémánt nanoszemcsékkel kezdtünk foglalkozni, melyek kvantumbit-forrásként az informatikában alkalmazhatók, vagy jelölőanyagként a gyógyászatban is, ahol a lumineszcenciájuk révén kimutathatók a szövetekben, így azonosíthatják a rákos sejteket. Újabban aranyszemcséken alapuló szenzorokkal is foglalkozunk.

– Ez nem túl költséges?

– Nem, hiszen arany nanoszemcsékről van szó. Egy fél gramm arany másfél-két évre is elég a kutatásainkhoz.

– Két évvel ezelőtt a szuperkondenzátorok működését is bemutatta. Mesélne erről?

– Ez egy, a NATO Science for Peace program által finanszírozott kutatás keretében történt. Célunk a nagy kapacitású energiatároló eszközök fejlesztése volt. A munkatársaimmal együtt kifejlesztettünk egy olyan adalékanyagot, mely a tízszeresére növelte egy szénkorom alapú szuperkondenzátor kapacitását.

– Vannak más technikák is, amelyek a fenntarthatóságot és az energiatakarékosságot szolgálják?

A szuperkondenzátoron kívül a kutatóközpont egyik társintézetében foglalkoznak magfúzióval, amely a jövő ígéretes alternatív energiaforrása. Azért tartozik a fenntartható technológiák közé, mert a fúziós reaktorok alapanyaga a hidrogén és nem növeli az üvegházhatású gázok mennyiségét.

Stimulált Raman-szórásra alkalmas lézeres pásztázó mikroszkóp biológiai minták vizsgálatához (Forrás: Veres Miklós)

– Vizsgálataiknak és fejlesztéseiknek eredményei hogyan jelennek meg a mindennapi életben?

– A szuperkondenzátorokat például Forma-1-es autókban, villamosokban, vonatokban, szélerőművekben alkalmazzák. A korábban említett géntechnológiai kutatások pedig remélhetőleg megjelennek majd az orvostudományban.

– Hogyan működik egy szuperkondenzátor?

– Ez a szerkezet egy akkumulátorhoz hasonlít, ugyanakkor nagyon gyorsan feltölthető és ugyanilyen gyorsan ki is nyerhető belőle az energia. Tekintsük példának a villamost! Fékezésnél a mozgási energia egy részét eltárolja, majd felhasználja a következő gyorsításhoz, így a járműnek kevesebb energiát kell felvennie a hálózatból, így csökken a fogyasztás.

– Mi minden motiválja Önt az újabb és újabb kutatásokra?

– Egyrészt a kíváncsiság, másrészt a korábban elért eredmények és az alkotási vágy ösztönöz újabb kutatásokra. A kísérleteknél a siker és a sikertelenség folyamatosan váltakozik. Ha valami nem sikerül, tovább próbálkozunk újra és újra, míg el nem érjük azokat az eredményeket, melyek előrébb visznek minket.

– Adódott olyan pillanat, mikor számos kudarc után úgy gondolta, mindezt nem folytatja tovább?

– Előfordulnak ilyen pillanatok, de csak átmenetiek. Ilyenkor pihenek egy kicsit, csinálok valami mást, ami éppen nem kötődik az adott projekthez, majd visszatérek a feladathoz. Megesik, hogy hetekig nem jutunk előbbre egy probléma megoldásában, és elbizonytalanodunk, de amikor ismét jó adatokat kapunk, tovább hajt minket a lelkesedés. Amíg van ötletünk a megoldásokra, márpedig abból nem szenvedünk hiányt, addig az „elegem van belőle” kijelentések múló szeszélynek tudhatók be.

– A munkája tekinthető egyben a hobbijának is?

– Igen. Attól, hogy munkaidő után kilépek az intézet kapuján, a szakmának még nincs vége. Mindig jár valamin az agyam. Előfordul, hogy teljesen mást csinálok, amikor eszembe jut egy új, világmegváltó ötlet, mely a munkámhoz kötődik. Az analitikus gondolkodás, a problémamegoldás nemcsak az intézetben, hanem otthon, a mindennapokban is megjelenik.

– De ugye nem dolgozik éjjel-nappal?

– Családos emberként a szabadidőmet a három gyerekemmel töltöm, akik maguk is kezdenek érdeklődni a fizika iránt. Nagyon szeretek olvasni, de sajnos olyan sok teendőm van, hogy erre kevés időm marad.

– Egy fizikus tényleg más szemmel nézi a világot?

– Analitikusan szemlélem az életet. Mindig vonok le következtetéseket. Ilyen például, amikor reggelente az autópálya bevezető szakaszán araszolva próbálom meghatározni, melyik sávban tudnék gyorsabban haladni. Folyamatosan kísérletezek és a tapasztalataimból táplálkozom.

Kondor Boglárka

2018/29