Vynález Márii Kováčové by brzy mohl výrazně usnadnit udržování hygienicky čistých povrchů nemocnic, škol a veřejné dopravy. Zabývá se tedy oblastí, která je v dobách hrozících pandemií ještě podstatnější než kdy dříve. Vědkyně je součástí týmu Ústavu polymerů slovenské akademie věd, který vyvinul antibakteriální nanočástice aktivované světlem. Na tento typ technologie získali evropský patent a brzy by svůj vynález mohli převést do praxe.
„S kolegy jsme vyvinuli nový typ nanočástic a novou metodu jejich přípravy,“ říká Kováčová, mimo jiné i finalistka soutěže Eset Science Award 2020 v kategorii Mladý vědec do 35 let.
Jejich technologií jsou hydrofobní uhlíkové kvantové tečky, jejichž jedinou praktickou nevýhodou je fakt, že nemohou utvořit souvislou vrstvu. A tak je vědci přidávají do polymerů, jako je silikon, čímž vznikají antibakteriální polymery.
V čem je vaše technologie jedinečná?
Výhodou těchto polymerů je, že jsou antibakteriální a aktivní pouze při ozáření modrým světlem. To byl náš cíl. Chtěli jsme vytvořit něco, co by mělo kontrolovatelnou antibakteriální aktivitu. Funguje na principu fotodynamické terapie.
Co to znamená?
Tato metoda se hojně využívá nejen v medicíně, ale také například v kosmetice. Je důležité uvést, že modré světlo, které používáme, není UV světlo, které samo o sobě zabíjí živé organismy.
Je to klasická modrá led svítilna, kterou mají lidé na vánočních stromečcích nebo kterou používají k osvětlení baru. Zároveň je toto světlo díky nízké intenzitě bezpečné pro člověka. Antibakteriální aktivitu máme stoprocentně pod kontrolou – když lampu zapneme, materiál je aktivní, když ji vypneme, je neaktivní.
Proč jsou uhlíkové kvantové tečky antibakteriální?
Po ozáření začnou produkovat singletový kyslík. Jedná se o nejnebezpečnější kyslíkový radikál, proti kterému není možné vyvinout odolnost jako například u stříbra. Zjednodušeně lze říci, že singletový kyslík narušuje například buněčné stěny a v důsledku tohoto narušení může buňka spustit vlastní mechanismus programované smrti – apoptózu.
Byla jste nominována v kategorii Mladý vědec na cenu Eset Science Award 2020. V doprovodném rozhovoru jste zmínila, že pracujete na zavedení antibakteriálních polymerů do praxe. Měly by se používat například v nemocnicích, školách, veřejné dopravě a na dalších místech, kde by se jejich antibakteriální účinek mohl projevit. Čeho jste za dva roky dosáhli?
Měli jsme spoustu obchodních schůzek, ale bohužel firmy na Slovensku a v České republice mají velký respekt před spoluprací s lidmi z akademické sféry. Zahraniční společnosti s tím mají více zkušeností a jsou tomu více nakloněny, ale pro nás je těžší se k nim dostat.
Díky projektu Marie Skłodowska-Curie IF jsem měla možnost navázat kontakt se španělskou společností Aimplas. Zatím to je na dobré cestě a již od nás odkoupili první vzorky kvantových teček pro testování k využití v komerční bázi.
Kromě toho se nám letos podařilo zúčastnit se projektu Horizon, na kterém se podílejí velké mezinárodní společnosti jako Dechema, Evonik a Sparta Medical. V tomto projektu jsou naše kvantové tečky jedním ze tří nanomateriálů, které se testují a budou dále vyvíjeny. Po dokončení projektu by měl být materiál již na trhu.
To ale není vaše první snaha o propojení akademické sféry s praxí. Pracovala jste například také na vývoji nového materiálu pro 3D tiskárny, který je na trhu k dispozici již dlouhou dobu…
Stalo se tak ve spolupráci se společností Mymedia. Vyvinuli jsme materiál na bázi recyklovaného PET-G a směsi uhlíkových plniv. Podařilo se nám dosáhnout vynikajících mechanických vlastností. Ve výsledcích jsme daleko předstihli všechny tehdy komerčně vyvíjené materiály a získali užitečný vzor. Dnes už má tento materiál podobu vláken pro 3D tisk. Bylo vyrobeno několik desítek kilogramů a společnost Mymedia je prodává pod svou hlavičkou.
Kde takový materiál najde využití?
Všude tam, kde jsou kladeny vysoké požadavky na mechanickou pevnost a nízkou hmotnost. Společnost Mymedia z něj například vytiskla obří robotickou ruku. Hodí se i pro stavebnictví a letectví. Je také odolný vůči kosmickému záření.
I přes stávající úspěchy pokračujete s dalšími aplikovanými výzkumy. Na čem pracujete právě teď?
Pokud jde o další propojení vědy s praxí, pracuji nyní také v Ústavu fyzikální elektroniky Masarykovy univerzity – ve skupině Plasma Nanotechnology and Bioapplications Group. Tam se zabývám uhlíkovými plnivy a vytvářením polymerních kompozitů modifikovaných plazmovými zdroji, které by mohly být využity například v letectví.
