Událostí roku pro českou vědu byl objev nekovového magnetu. Stojí za ním olomoučtí chemici

03815409.jpeg
03815409.jpeg

Sen mnoha generací vědců si letos splnili chemici z vědeckého centra Univerzity Palackého v Olomouci. S využitím supertenké formy uhlíku, grafenu, připravili první nekovový magnet, který si zachovává magnetické vlastnosti až do pokojové teploty. Prolomili tak letité dogma.

V jedné ze špičkových laboratoří olomoucké Přírodovědecké fakulty jsem si vzpomněla na to, co jsem se učila na základní škole – že magnet je kovový. To už mi ale vyvrátil autor projektu Radek Zbořil. „Magnety, které denně používáme, jsou kovové. Nicméně je třeba říci, že vědecká komunita už poměrně dlouho ví, že magnetické materiály mohou být i nekovové. Tyto magnety ale uchovávají své magnetické vlastnosti při velmi nízkých teplotách, třeba -200 °C,“ říká.

A jak tedy nekovový magnet vypadá? „Představte si jedinou vrstvu atomu uhlíku, jedinou vrstvu grafitu, která je chemicky upravená v našich laboratořích atomy fluoru, vodíku a kyslíku. My jsme byli schopni vnést magnetické momenty do tohoto organického systému a ještě jsme byli schopni magnety přimět, aby spolu komunikovali,“ popisuje Zbořil.

Magnet funguje na bázi grafenu

Jak takový magnetický uhlík připravit, to mi vysvětluje spoluautor Michal Otyepka: „My ho připravujeme tak, že používáme to, čemu říkáme chemie fluorografenu. Fluorografen je materiál, který sestává z uhlíkových atomů a fluoru. Má strukturu, která připomíná včelí plástve. A v té plástvi jsou ke každému atomu uhlíku připojeny další tři atomy uhlíku, v kolmém směru je připojen atom fluoru. A my umíme některé ty atomy fluory odstříhat, nahradit je jinými funkčními skupinami. Do toho dvourozměrného objektu vtiskneme nepárové elektrony a celý ten materiál nese magnetické uspořádání až d té pokojové teploty.“

Cesta objevu olomouckých vědců do praxe může být ještě relativně dlouhá. Využití je podle Zbořila o to pestřejší. „Gram takového materiálu má plochu řádově tisíce metrů čtverečních, takže si zkusme představit, že na povrch takového materiálu naneseme biomolekuly, léčiva či jakékoliv jiné fáze. A pokud můžeme tím materiálem manipulovat ve vnějším magnetickém poli, tak samozřejmě můžeme ten materiál navést na konkrétní místo v organismu,“ doplňuje autor projektu.

Nekovové magnety se tak uplatní v elektronice či biomedicíně.