JIŘÍ JANATA. Dr. CHEMFET

JIŘÍ JANATA

Dr. CHEMFET

Vydavatelství VŠCHT Praha, 2010

Janata_kniha.indd 1

9/22/10 11:34 PM

OSOBNOSTI ČESKÉ VĚDY

OSOBNOSTI ČESKÉ VĚDY

Tuto publikaci vydavatelství VŠCHT Praha vydává pod záštitou Učené společnosti České republiky

Janata_kniha.indd 2

9/22/10 11:34 PM

JIŘÍ JANATA

Dr. CHEMFET

Vydavatelství VŠCHT Praha, 2010

Janata_kniha.indd 1

9/22/10 11:34 PM

© Jiří Janata, 2010 Cover Design © Dana Husníková, 2010 Typo Design © Vydavatelství VŠCHT Praha, 2010 ISBN 978-80-7080-762-0

Janata_kniha.indd 2

9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

PŘEDMLUVA Psaní memoárů je oblíbené hobby starších lidí. I mě to pokouší, i když zatím odolávám, protože by to mohl být projekt zrádný. Jak upřímný může člověk být? Kolik důvěrných trapností smí prozradit? Bude čtenář pobaven, uražen, pohoršen, nebo ještě hůře znuděn? Úloha je ještě těžší, má-li člověk psát o příteli, protože riskuje, že ho buď ztratí pro přílišnou upřímnost, nebo urazí nadměrným pochlebováním. Když mě Jiří Janata požádal o sepsání tohoto textu, neuvědomil jsem si, do jaké pasti padám. Myslím si, že určité uličnictví je ale nedílnou součástí Jirkovy jinak šlechetné a soucitné povahy. Byl jsem svědkem jeho osobitého smyslu pro humor nejednou. Když bydlel v Salt Lake City, byla jeho oblíbená lyžařská trasa na okraj Peruvian Ridge a dokonce tam někdy bral své nic netušící hosty. Z toho místa ale nevedla zpět žádná jiná cesta, než přímo dolů po srázu hory. Všichni také víme, že Jirka miluje klasickou hudbu (a opovrhuje operou). Když jsme ho v Salt Lake City jednou navštívili, šlechetně nám věnoval vstupenky na koncert místního symfonického orchestru. Prováděná skladba byla ale tak pokrokově moderní, že jsme chtěli po první části prchnout. Shledali jsme ovšem, že východ ze sálu je zamčený. Poněkud méně nevinná je Jirkova neblaze proslulá historie s krávou. Stalo se to, když jsem ho pozval na University of Washington, aby na katedře chemie přednesl

seminární přednášku – měla se týkat radioaktivní kontaminace v Hanfordu. Jirka chtěl na začátku demonstrovat, že pohled na malý detail může být zcela zavádějící pro pochopení významu a smyslu celku. Použil pro to obrázek, který jsem já viděl už jako malý školák v Praze: je to klíčová dírka, kterou se zdá být vidět torzo nahé ženy – ale není to tak, samozřejmě! Jirka to tedy takhle demonstroval a klidně pokračoval v přednášce. Příští den mě ale předvolal šéf a svolal do pracovny děkana jednání, na kterém byli nejen prominentní členové fakulty, ale i Sexual Harassment Officer. Byl jsem napaden, jak jsem mohl pozvat člověka tak pochybného charakteru, který se opovážil ukazoval urážlivé části lidského těla na semináři, na kterém byly i něžné ženské bytosti. Byl předložen návrh omluvného dopisu účastníkům semináře, který jsem odmítl přijmout. Naštěstí dáma pověřená vedením Harassment Departmentu byla rozumná a když jsem přítomným ukázal druhý Jirkův obrázek (na kterém po „odkrytí klíčové dírky“ byl vidět celek, hlava posmutnělé krávy), celá aféra splaskla. Jirka ale ještě léta bavil své auditorium touto historkou, a dobře dělal. Pro nás, kteří jsme museli vyrůstat v nacismu a komunismu, je svoboda vyjadřování hýčkanou výsadou a jakýkoli typ censury považujeme za krok špatným směrem. Je od Jirky Janaty hezké, že se s námi podělil o své vzpomínky a zážitky. Dozvídáme se o jeho životních hodnotách, jeho upřímném a zvídavém přístupu k vý-

|5|

Janata_kniha.indd 5

9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

zkumu, o jeho otcovské péči o studenty a spolupracovníky. Zdaleka neřekl vše o své ušlechtilosti ducha i materiální podpoře mnohým z nás. Nikdy nemůžeme docenit jeho obětavost a lásku k rodině. Když čteme jeho závěrečná slova, můžeme se zamýšlet nad jeho hrozícím odchodem na odpočinek. Bude mít dostatek koníčků? Vydrží jeho „nová kolena“ dlouhá léta lyžování a tenisu ? (Netrápíme se kvůli tanci, protože víme, že tím opovrhuje ještě více než operou.) Bude zase jezdit na kajaku? Já doufám, že nikoliv, protože již nejednou o vlásek unikl utopení. A co jeho kmitání po světě na nekonečných přednáškových turné? Mnoho našich kolegů na tom zkolabovalo, ale já pochybuji,

že „lítat do posledního dechu“ vede ke štěstí. Doporučil bych spíš červené víno a malování akvarelů. Podle mé zkušenosti to je vyvážená kombinace frustrace a uklidnění. Děkuji Jirkovi, že s námi cestou této knihy sdílel svůj život. Dozvěděl jsem se o něm i to, co jsem dosud nevěděl, ačkoliv mám tu čest být jeho přítel. Aloha Jarda Růžička Honolulu, August 2010

|6|

Janata_kniha.indd 6

9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

JIŘÍ JANATA NARODIL SE 12. ČERVENCE 1939 V PODĚBRADECH MATUROVAL NA JEDENÁCTILETCE V KOLÍNĚ V ROCE 1956 VYSTUDOVAL PŘÍRODOVĚDECKOU FAKULTU UNIVERZITY KARLOVY A V ROCE 1965 ODEŠEL NA STÁŽ DO USA V ROCE 1968 SE S RODINOU PŘESTĚHOVAL DO VELKÉ BRITANIE, KDE PRACOVAL V ANALYTICKÉM VÝZKUMU U FIRMY IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. V LETECH 1976 AŽ 1991 PŮSOBIL NA UNIVERSITY OF UTAH V SALT LAKE CITY, KDE ZAHÁJIL VÝZKUM CHEMICKY SENZITIVNÍCH FIELD-EFFECT TRANSISTORŮ (CHEMFET) MEZI 1991 A 1997 BYL ZÁSTUPCEM ŘEDITELE V PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY, V RICHLANDU, VE STÁTĚ WASHIGTON V ROCE 1997 SE VRÁTIL DO AKADEMICKÉHO ŽIVOTA A DODNES PŮSOBÍ JAKO PROFESOR NA GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY V ATLANTĚ

|7|

Janata_kniha.indd 7

9/22/10 11:34 PM

Janata_kniha.indd 8

9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

PŘEDEHR A U příležitosti zasedání Electrochemical Society v San Franciscu v květnu 2009 zorganizovali mí bývalí studenti symposium1 a požádali mě, abych přednesl hodinovou zahajovací přenášku. Byl jsem zděšen. O čem mám mluvit hodinu? Ale nemohl jsem je zklamat. Se značným váháním jsem tedy souhlasil a během mnohých bezesných nocí jsem začal vytvářet plán. Myšlenka ponenáhlu dostávala jasnější obrysy, stávala se zřetelnější a méně odpudivou. Nakonec jsem to přijal jako příležitost k inventuře svého dosavadního života. Není špatné to čas od času udělat, protože jeden nikdy neví, jestli bude ještě mít další možnost. Během zhruba 45 let své profesionální kariéry jsem často měnil místo, na každém z nich jsem potkal někoho laskavého a zajímavého, všude se stalo něco neočekávaného a všude jsem se něco naučil. Uspořádal jsem tedy svou přednášku do etap podle těchto zastávek, a u každé jsem zdůraznil, co jsem kde dělal a co jsem se kde naučil. Bylo to jako cvičení, jako slohový úkol. Při úkolech tohoto typu ale vždy hrozí, že autor podlehne narcisismu. Snažil jsem se tomu vši silou bránit, ale při pohledu na výsledek si nejsem zcela jist, že se mi to podařilo. V každém případě mě zadaný úkol přiměl k ohlédnutí na uplynulých sedmdesát let mého života a připomněl mi tak věci, které by jinak možná zůstaly zasuty v hlubinách mé paměti. Ukázal také kontinuitu poznávání a růst zkušeností – snad to může být i útěchou neod-

vratného stárnutí. S jistotou však tvrdím, že to skutečně důležité zůstává s vámi a ve vás navždy. A tak jsem postupně přesvědčil sám sebe, že příprava vyžádané přednášky byla a je dobře investovaným časem. Ale přednáška je jednorázová záležitost, a tak jsem nakonec přijal i nabídku převést ji do psané formy. Snad mi čtenář uvěří, že tento text je pouhým přepisem mé promluvy a ničím jiným.

1 Bylo uspořádáno na počest autorových sedmdesátin. Pozn. překl.

|9|

Janata_kniha.indd 9

9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

FORMATIVNÍ ROKY Narodil jsem se v Poděbradech, malém lázeňském městečku, které bylo téměř úplně ušetřeno „půvabů“ druhé světové války. Moje vzpomínky na tuto dobu jsou poněkud mlhavé: Pamatuji na spojenecké letky bombardující Kolín nebo Pardubice dále na východě a na padající déšť hliníkových konfet, „lamel“. Byly vítané, protože jsme je používali jako vánoční ozdoby, aniž bychom rozuměli je-

jich skutečnému určení. Také si matně vzpomínám na židovskou rodinu ze sousední vilky, která náhle zmizela a více se nevrátila. Místo nich se tam nastěhovala německá rodina, která skončila v dešti kulek na konci války. Matně si pamatuji, jak mého tatínka odvedlo gestapo, o něco lépe jeho dojemný návrat na začátku května 1945. Pozoroval jsem vše, co se dělo, i když jsem tomu

PODĚBRADY A MÁ FOTOGRAFIE Z DĚTSTVÍ. RODIČE SPRÁVNĚ ODHADLI, ŽE MNE BUDE TŘEBA ČASTO UMLČOVAT, A PROTO JSEM ODMALIČKA DOSTÁVAL „AJDUDU”, NEBOLI DUDLÍK

| 10 |

Janata_kniha.indd 10

9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

nerozuměl. Dodnes si ale pamatuji první německou větu, kterou mě rodiče naučili: „Hitler ist gut”. Rodiče mi dali jméno Jiří, velmi časté pro chlapce v Poděbradech. Snad to je i na počest českého krále Jiřího z Poděbrad (1420–1471), jehož socha stojí na náměstí před zámkem. Vůbec přitom neuvážili, jaké problémy mi později v životě toto staré a krásné české jméno způsobí, protože problematickou hlásku Ř umějí zřejmě správně vyslovit pouze rodilí Češi. To je také důvod, proč jsem v anglicky mluvícím světě nahradil své křestní jméno Jiří přezdívkou „Art“. Bylo to původně mé krycí jméno z universitních dob, kdy jsme jako studenti hrávali licitovaný mariáš,2 místo abychom pracovali na svých výzkumných projektech. Profesoři měli pro mariáš jen velmi málo pochopení, takže jsme museli tuto činnost trochu skrývat. Ale vraťme se do Poděbrad. Několik let po konci války se můj otec stal ředitelem školy v Cerhenicích, což je malá vesnice u Kolína. Byl to venkovský, bukolický život, jaký jsem od té doby už nepoznal. Tatínek nás vedl k lásce k přírodě, podnikali jsme mnoho výletů, tábořili jsme, otec mě naučil sbírat houby, lyžovat a mnohé další základní dovednosti. I maminka nás se sestrou Hanou naučila mnohému, ale především nám vštípila nejvyšší morální princip – být pravdomluvný. A tak vlivem mých rodičů ve mně byly položeny dva základní kameny další vědecké dráhy ještě před tím, než jsem vůbec věděl, že budu kdy vědcem. Potom jsem chodil do gymnázia v Kolíně a měl jsem štěstí na báječné učitele. Dva z nich mě ovlivnili zvlášť

2

silně: profesor chemie František Stejskal a Antonín Suchánek, který učil psychologii a logiku. Ten mi kromě jiného otevřel nádherný svět uměni a hudby a stal se i mým celoživotním přítelem. Naučil mě, že filosofie, umění a hudba jsou neoddělitelné od vědy. Profesor Stejskal mi zařídil letní brigádu v analytické laboratoři Lučebních závodů Kolín, kde jsem titroval stovky vzorků kyseliny sírové a dělal stovky gravimetrických stanovaní fosforečnanů. Byla to únavná a nudná práce, ale poskytla mi neocenitelné zkušenosti pro další život: naučil jsem se přesné laboratorní práci, pochopil jsem důležitost kontroly jakosti, a také jsem si uvědomil, že nikdy nechci skončit jako rutinní provozní analytik.

Co jsem se naučil: – Miluj přírodu a uč se od ní. – Buď pravdomluvný. – Umění, filosofie a věda patří k sobě.

Svým přátelům v zahraničí vysvětluji, že licitovaný mariáš je geniální, typicky česká karetní hra, jejíž základní součástí je pití piva.

| 11 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

TATÍNEK (1900-1987), MAMINKA (1908-1998), JÁ SE SESTROU HANOU (1950) A RODINA V CERHENICÍCH

| 12 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

ROMANTIKA UČENÍ A OBJEVOVÁNÍ V roce 1956 jsem byl přijat na Přírodovědeckou fakultu Karlovy univerzity. Život v Praze se vší její krásnou architekturou, koncerty a výstavami, i universitní život sám o sobě byly pro mne zcela novým světem. V době letních prázdnin jsem několikrát bezplatně působil ve Výzkumném ústavu pro farmacii a biochemii, kde jsem naměřil svá první UV VIS spektra, vyzkoušel svou první ionexovou kolonu a zaznamenal svůj první polarogram. Ve vyšších ročnících studia se začaly všechny mé letní brigády zúročovat, přesná laboratorní práce mi přišla pak jako samozřejmost. Na konci prvního ročníku jsem také začal pracovat na svém prvním studentském projektu na katedře analytické chemie pod vedením profesora Jaroslava Zýky. Seznámil jsem se jsem se rtuťovou kapkovou elektrodou a navštěvoval jsem kurz polarografie vedený profesorem Heyrovským. Především jsem ale hledal pomoc a radu u jeho žáka a spolupracovníka profesora Petra Zumana – říkávalo se mu „Princ rtuťové kapkové elektrody“. To byli tedy mí učitelé a přitáhli mě k elektrochemii a rtuťové kapkové elektrodě. Po absolvování školy a krátké vojenské službě jsem se na katedru analytické chemie vrátil na dočasné místo jako asistent. Vedl jsem základní analytická laboratorní praktika. Na katedře jsem také našel nepoužívaný přístroj od firmy Metrohm pro coulometrii za konstantního proudu a se svými nepatrnými znalostmi elektrochemie jsem se pokusil zkonstruovat amperometrický sensor pro detekci coulometricky generovaného bromu, který

sloužil pro monitorování kontinuální tzv. coulometrické titrace aromatických sulfidů. Titrační křivky byly pozoruhodně reprodukovatelné a „estetické“, ale titrace sama o sobě byla příliš pomalá pro přímou analýzu. Tvar křivek byl určen otevřenou kinetikou, což je speciální případ kinetického děje, ve kterém je jeden z reagentů přidáván do reakční směsi kontinuálně stálou rychlostí. Takový časový průběh reakce nelze řešit integrací příslušných diferenciálních rovnic – takže jsem byl v koncích. Petr Zuman mi poradil, abych k řešení použil analogový počítač a vyhledal mi kolegu na Českém vysokém učení tech-

CÍSAŘ FRANTIŠEK JOSEF NA SCHODECH BUDOVY CHEMICKÉHO ÚSTAVU NA ALBERTOVĚ

| 13 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

PETR ZUMAN A JAROSLAV ZÝKA

nickém, Dr. Oskara Schmidta, který měl takový zázračný stroj k dispozici. Analogový počítač pracoval skvěle – viz [1–3]. Nejen, že jsem mohl vypočítat rychlostní konstanty, ale mohl jsem vypočítat a předpovědět i průběh mnohých komplikovaných reakcí. Těžko popsat euforii, kterou jsem zakusil poprvé v životě: vytvořil jsem hypotézu, sestavil pro ni matematický model a potvrdil ho experimentálně! Běhal mi doslova mráz po zádech, když jsem sledoval, jak naměřená křivka přesně sleduje modelovou čáru, kterou jsem vytvořil JÁ na analogovém počítači. To byla moje první romance objevování a zpečetila můj osud. V tom okamžiku mi bylo jasné, že chci

být vědcem. Tato práce ale otevřela i dveře pro můj další krok. Po skončení aspirantury jsem získal postdoktorské místo v laboratoři profesora Harry B. Marka v Ann Arbor v Michiganu.

Co jsem se naučil: – licitovaný mariáš, – analogové výpočty, – respekt ke svým učitelům, – vzrušení objevu.

| 14 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

NÁŠ AMERICKÝ ŽIVOT Po příjezdu do Detroitu v dubnu 1966 se z Jiřího rychle stal Art. Harry prostě odmítl mučit si jazyk vyslovováním hlásky „ř“, tak jsem mu vyhověl. Projekt, který mi svěřil, nebyl nijak zvlášť originální, týkal se organické elektrochemie aromatických uhlovodíků v nevodném prostředí, a to už dělali před námi mnozí jiní. I tak jsem se ale mnoho naučil, protože nikdy před tím jsem nepracoval s nevodnými roztoky a nepoužíval jsem tříelektrodový potenciostat. Tady mi opět pomohla má znalost analogových počítačů a obecná laboratorní zkušenost. Pobyt v Harryho skupině byl ale skvělou příležitosti poznat americký životní styl, a to nejen v akademickém životě. Má zpočátku bídná angličtina se rychle lepšila, nechal jsem se poprvé v životě ostříhat na „amerického ježka“, tzv. „flat-top“ (k malé radosti maminky, „Co to udělali mému hochovi“, zoufala si nad mou fotografií). Především jsem se ale naučil vážit si vynalézavosti ve výzkumu a pochopil jsem, že by se nemělo zapomínat ani na zábavu (tj. život) mimo výzkum. Toto jsou dvě hlavní věci, které jsem si odnesl od Harryho, přestože elektrochemie jsem se od něj skutečně moc nenaučil. V Ann Arbor se stala i jiná důležitá událost, narodil se nám syn Petr. Když můj postdoktorský pobyt po dvou letech skončil, na den přesně, mě Harry propustil, bez jakékoliv podpory nebo pojištění, a to se sedmiměsíčním dítětem. Až po letech jsme si uvědomili, jaké jsme měli štěstí, že nám přátelé pomohli a nechali nás u sebe bydlet, zatímco jsem čekal na pracovní povolení v Anglii. Na americkém středozápadě se nám moc nelíbilo a pře-

devším se nám začalo moc stýskat po Evropě. Do tehdejšího Československa jsme se už vrátit nemohli, protože po sovětské invazi v srpnu 1968 jsme byli odsouzeni za „nezákonné opuštění republiky“. Proto nabídka místa v Imperial Chemical Industries, Petrochemicals & Polymer Laboratory ve městě Runcorn v hrabství Cheshire nám připadala jako zázrak a šťastné řešení.

Co jsem se naučil: – Vychutnat americký způsob života. – Nejdůležitější ze všeho jsou lidé. – Ber vědu vážně, ale nezapomínej se taky radovat ze života.

| 15 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

NÁŠ BRITSKÝ ŽIVOT Anglie byla pro mladou rodinu výbornou volbou a zůstali jsme tam téměř osm let. Za úspory z Ann Arbor jsme si koupili skromný domek v Cheshire, auto a obrazně řečeno jsme žili od výplaty k výplatě. V roce 1969 se narodila v Liverpoolu dcera Hana. Severozápadní Anglie a Wales jsou zajímavé, zdejší příroda je krásná, i když trochu jiná, než na jakou jsme byli zvyklí, a historie Anglie i Walesu je neobyčejně bohatá. Získali jsme mnoho skvělých přátel a byli jsme zde velmi šťastni. Mým úkolem v ICI bylo vyvinout a zavést nové analytické metody, což se mi podařilo velmi rychle. Mé letní brigády se opět vyplatily! V analytické laboratoři se sledoval obsah kovů, především přechodných. Zavedením atomové absorpční spektroskopie, která v roce 1968 byla

PETR A HANA V ANGLII

stále ještě relativní novinkou, se produktivita laboratoře zvýšila mnohanásobně a podobně použití fluoridové selektivní elektrody zrychlilo jinak únavné a zdlouhavé stanovení fluoridů. Můj šéf byl se mnou velmi spokojen a dal mi volnou ruku, abych dělal, co chci. Tak jsem si postavil vlastní potenciostat, trochu na zlost pracovníkům elektrikářské dílny ovládané odbory. Dostal jsem nápad, jak měřit extrémní hodnoty acidity a alkality s použitím mé milované rtuťové kapkové elektrody jako referentní. V každém potenciometrickém měření musíte totiž mít referentní potenciál, proti kterému se měří potenciál elektrody indikační. Ve vodných roztocích se jako indikační elektroda používá skleněná elektroda (indikující pH) normálně v kombinaci s referentní elektrodou s kapalinovým můstkem. Ten je v podstatě otevřeným kanálem, který spojuje vnitřek referentní elektrody se vzorkem, a tak uzavírá elektrický obvod. Toto uspořádání ale nefunguje v „extrémních“ roztocích, například v koncentrovaných roztocích solí, kyselin či zásad nebo právě v prostředí nevodných organických rozpouštědel. Dostal jsem nápad, že by se mohlo přejít na dvojici skleněné pH-elektrody a rtuťové kapkové elektrody (DME), na které by se zaznamenávala konstantní redoxní polarografická vlna ferrocenu (nebo kobaltocenu) a která by se tak stala elektrodou referentní. Fungovalo to. S tímto uspořádáním bylo možné měřit kyselost a zásaditost v rozmezí pH od –10 do +26 a hodnoty dokonale odpovídaly standardním vodným pufrům. Stanovili jsme 26 aciditních funkcí v různých „extrémních“ prostře-

| 16 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

A

B

Ec = ϕDME – ϕref – ϕj C

Ec = ϕGlass – ϕDME D

Fec+ + c– = Fec

(A) Normální uspořádání elektrochemického experimentu, ve kterém je použita konvenční referentni elektroda s kapalinovým spojem. (B) „ Můj nový způsob“ zapojeni, ve kterém je referentní elektroda nahrazena skleněnou elektrodou a rtuťová kapková elektroda přejímá úkol referentni elektrody. Problematické kapalinové spojeni je tím z experimentu eliminováno. (C) Záznam velmi „tradiční“, netlumené polarografické křivky, na které jsou mimořádně velké oscilace způsobené nabíjecím proudem. (D) P orovnání různých kyselostních funkcí získaných z optických měření s funkcí HGF (čárkovaně) naměřenou „našim způsobem“ (kapalinové spojeni je eliminováno). Neshoda těchto kyselostních funkci je způsobena neideálním chováním použitých barevných indikátorů.

| 17 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

OBÁLKA KNIHY D. E. H. JONESE: INVENTIONS OF DAEDALEUS A JEHO ANTIGRAVITAČNÍ EXPERIMENT

THE ANTIGRAVITY EXPERIMENT IN PROGRESS, PLEASE DO NOT DISTURB

dích a uveřejnili jsme výsledky v pěti publikacich [4–6]. Ovšem problém referentní elektrody mě od té doby už pronásledoval stále.

Pravděpodobně nejdůležitější životní zkušeností bylo ale pro mne to, že jsem sdílel kancelář i laboratoř s Dr. D. E. H. Jonesem, známým též jako Daedaleus (v Čechách se mu také říká Daidalos). David je genius a nejkreativnější osoba, se kterou jsem se kdy setkal. S obdivuhodnou pravidelností píše každý týden sloupek obsahující vždy nové „nepravděpodobné“ Daedaleus-schéma – nejdříve tyto sloupky uveřejňoval v New Scientist a později v časopise Nature. Tyto sloupky uspořádal do několika svazků nazvaných Inventions of Daedaleus. Mimo jiné správně předpověděl molekulu fullerenu nazvanou „buckeyball” (New Scientist, Nov. 3, 1966), dlouho před tím, než ji skutečně v roce 1985 objevili Kroto, Smalley a Curley, za což později dostali Nobelovu cenu. Mluvit s Davidem dennodenně bylo občas vyčerpávající, ale vždycky to přinášelo vzrušující dobrodružství objevování. Mohl bych o něm vyprávět mnoho příhod, což zde neudělám, ale zmíním alespoň jednu z nich, která ilustruje, jak nebezpečná může být přílišná kreativita: Pro vrcholový management jsme museli pravidelně pořádat malé „cirkusové“ představení, v němž jsme předváděli svůj vědecký potenciál a nové možnosti, které z něj plynou. Při jedné takové příležitosti jsem byl připraven demonstrovat svůj nově zkonstruovaný potenciostat, s krásně blikajícími světýlky a ciferníky, zatímco David připravil zdánlivě prázdné akvárium pokryté tlustým sklem. Když přišli návštěvníci, byli fascinováni Davidovým akváriem a mému vynikajícímu přístroji nikdo nevěnoval pozornost. V akváriu totiž „plula“, zdánlivě v prázdnu, malá lodička složená z papíru a na skleněném poklopu byla položená cedulka s nevinným upozorněním: „The antigravity experiment in progress,

| 18 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

please do not disturb” – „Antigravitační experiment, prosím nedotýkat se!“. David nebyl k nalezení (protože se schovával v knihovně, jak jsem později zjistil) a já jsem nemohl k předvedenému „antigravitačnímu experimentu“ poskytnout žádné vysvětlení, protože mi o něm David nic neřekl. Když naše vizita – totálně zmatená – odešla, došlo mi, proč si ode mne David před časem půjčil lahev tetrachlormethanu (jehož páry jsou zhruba čtyřikrát těžší než vzduch). Vysvětlovalo to také ono nepatrné množství kapaliny viditelné na dně akvária! Protože ale každý rukopis musel být před publikováním předložen oddělení pro patenty, Davidovy „sloupky“ velmi rychle zcela zaměstnaly všechny patentové právníky v Runcornu i jinde v ICI. Vedení podniku řešilo zá-

ležitost velmi jednoduše: David byl propuštěn pro „přílišnou kreativitu“ a já jsem získal důležitou životní lekci: „Přílišná kreativita může být v zaměstnání na škodu“.

Co jsem se naučil: – Neexistuje něco jako nezajímavý vědecký problém. – Kreativita je základ všeho, ale příliš mnoho jí může škodit. – Používat kreativitu jako zbraň proti neschopnému vedení je zcela na místě.

| 19 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

ŽIVOT V UTAHU Po tomto incidentu jsem se ovšem už v ICI necítil dobře. Příležitost opustit ICI se mi naskytla, když nás v roce 1971 v Runcornu navštívil můj spolužák a přítel Josef Michl. Šli jsme spolu na výlet do hor Severního Walesu a Josef mi přitom navrhl, abych přijel do Salt Lake City a strávil na fakultě svůj sabatikl. Příliš jsem se nad jeho nabídkou nerozmýšlel, v ICI mi dali neplacené volno na sabatikl a celá rodina se na 18 měsíců přesunula do Salt Lake City. Moje žena Jarmila se tam poprvé od nástupu na mateřskou dovolenou mohla vrátit do laboratoře, získala postdoktorandské místo u Billyho Graye na katedře biologie, zatímco já jsem učil na katedře chemie analytickou chemii pro nižší ročníky a ve vyšších pokročilou elektrochemii. Koupili jsme náš první karavan Volkswagen a naplno jsme si užívali báječnou přírodu a lyžování v Utahu.

Měl jsem také příležitost se trochu věnoval výzkumu a začal jsem pracovat s „imunoelektrodou“. Byl to zcela potřeštěný nápad, ale to jsem si v té době neuvědomoval. „Nejpodivuhodnější“ výsledky, které jsem získával (a nedokázal je vysvětlit), se ukázaly být experimentálni artefakty, ale byly reprodukovatelné. Tak jsem to sepsal a podal. Článek byl bez problémů přijat do Journal of American Chemical Society [7]. Když jsme o několik let později tyto „jevy“ pochopili a vysvětlili jejich nesmyslnost, tentýž časopis náš příspěvek nepřijal a doporučili nám, abychom jej uveřejnili v „časopise nižší kvality“ [8, 9]! V době mého pobytu v Utahu se ale stalo i něco mnohem důležitějšího, co hluboce ovlivnilo zbytek mě vědecké dráhy. Jeden z mých studentů elektrochemie mi řekl, že lidé z oddělení elektroinženýrství nedovedou

KOUZLO UTAHU

| 20 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

vysvětlit práci, ve které je popsáno potenciometrické měření pH s tranzistorem řízeným polem bez použití referentní elektrody. Nevěděl jsem v té době, co to je tranzistor řízený polem a jak pracuje, ale dobře jsem věděl, že takové měření není možné, neboť odporuje principům termodynamiky. Jenže jsem nedokázal vysvětlit proč. Začal jsem se tedy učit fyziku polovodičů a současně jsem na oplátku své kolegy elektrotechniky učil elektrochemii a termodynamiku. Při této vzájemné výměně znalostí jsme vysvětlili chybu v té tajůplné práci a naše spolupráce se začala zdárně vyvíjet. Začali jsme studovat novou (a jak se ukázalo chybnou) koncepci, záhy jsme začali připravovat vlastní tranzistory a pokrývat je různými iontově selektivními membránami a enzymy [10–12]. Tak se zrodil chemicky sensitivní tranzistor řízený elektrickým polem – Chemically Sensitive FieldEffect Transistor, CHEMFET. V krátké době se podařilo na náš nový projekt získat velký grant z NIH.3 Já jsem však ještě před jeho zahájením musel opustit USA, protože mi vypršelo vízum. Vrátili jsme se tedy do Velké Británie. Můj zaměstnavatel ICI zpočátku jevil o nový typ senzoru vlažný zájem, ale i ten brzy ochladl. Mezitím mí přátelé v Utahu dělali všechno možné, abych se mohl vrátit, a tak jsme během roku dostali nabídku pracovat na nově vytvořené katedře bioinženýrství. Také jsem rychle získal povolení k trvalému pobytu v USA. Dobře si pamatuji, že když jsem tuto novinu oznámil Petrovi a Haně, byli štěstím bez sebe – VRACÍME SE DO SALT LAKE CITY! Ve spěchu jsme prodali dům i auto, obojí se ztrátou, a začátkem listopadu 1976 3

jsme přistáli v Baltimore. Tam jsme nasedli do nového Volva, které jsme koupili podle katalogu, aniž bychom ho předem viděli, a rozjeli jsme se napříč zemí do Utahu. To Volvo se ukázalo být „skutečný poklad“. Než jsme dojeli do Ann Arboru, upadly zadní dveře a posilovač řízení přestal fungovat kompletně. A to byl teprve začátek našich problémů s tím autem! Když jsme přijeli do Salt Lake City, uvědomil jsem si, že jsem si v tom spěchu nevyjednal ani žádné financování do začátku, ani žádné laboratorní prostory. Prostě jsme jenom chtěli co nejrychleji zmizet z Runcornu – a to se nám povedlo. Když se po třiatřiceti letech dívám zpět na naše tehdejší možnosti a konání, vidím, že jsme byli úplní blázni! Ale bylo to opravdu s námi tak zlé? Následujících patnáct let v Salt Lake City lze totiž popsat jedině jako naši vědeckou bonanzu. Vytvořili jsme obdobu každého myslitelného makroskopického potenciometrického sensoru s použitím FET. Využili jsme také jedinečné vlastnosti dané přímým spojením chemicky selektivního materiálu s izolátorem v bráně transistoru. Tak jsme prozkoumali jak přímé analytické vlastnosti [13], tak fyzikálně-chemické principy [14–18] nového čidla. Grantové agentury, americký i zahraniční průmysl i akademická sféra se o novinku začaly zajímat a peněz jsme měli spousty. Takže „financování do začátku“ jsem vlastně nepotřeboval. Univerzita mi také okamžitě poskytla potřebné laboratoře. Moje rodina život v Utahu milovala, lyžování, lezení po horách, ježdění na divoké vodě, všechno bylo

National Institutes of Health.

| 21 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

na dosah. Jarmila mohla opět pracovat s Billem Grayem a Hana s Petrem si našli mnoho nových kamarádů na East High School. Někdy se stává, že jakási zcela nečekaná a zdánlivě malicherná událost zásadně ovlivní život. Stalo se mi to, když jsem byl pozván na konferenci o bioelektronice, kterou organizoval profesor Gene Yates z University of California, Los Angeles. Bioelektronika byl obor v plenkách a jak už to bývá, sliby zdaleka předstihovaly skutečnost a možnosti. Začátek konference byl hrozný: jeden řečník za druhým prezentoval „hypotézy“ a „nereálné fantazie“. Po třetím nebo čtvrtém příspěvku vysoký bělovlasý muž v první řadě zdvihl ruku a řekl: „Jestli tyhle nesmysly nepřestanou, nehodlám tady už dál marnit svůj čas!“ Nálada konference se okamžitě změnila, příspěvky se staly mnohem přesnější a jasnější. Když přišla řada na mě, vysvětlil jsem, jak FET pracuje a jak může být jeho funkce modifikována spojením fyziky s chemií a biologií. Potom jsem dodal: „Neměli byste zapomínat, že živé systémy nemají rády elektrony, protože ty jsou cytotoxické, a veškerý přenos náboje v nich proto obstarávají ionty. V elektronických zařízeních ale náboj přenášejí elektrony. Ať tedy děláte cokoliv, vždycky v určitém bodě musíte přejít od přenosu náboje elektrony na přenos iontový. A to pak musíte respektovat Faradayův zákon a potřebujete elektrochemika.“ Posadil jsem se a o přestávce ke mně přišel ten vysoký starý muž a řekl mi: „Vy ale jste elektrochemik, ne?“ Odpověděl jsem: „Ano, já vlastně jsem elektrochemik.“ Pokýval hlavou, usmál se na mne a já se usmál zase na něj. A to bylo všechno. Nepotřásli jsme si rukama a on odešel. A toto bylo mé jediné setkání s Richardem Feynmanem. Způsob, jakým jeho přítomnost a autorita změnily

styl zasedání, bylo nezapomenutelné. Koupil jeho knihu Surely You’re Joking Mr. Feynman [19]. Je to velmi známá kniha, chytrá a vtipná. Je v ní i Feynmanova promluva k absolvujícímu ročníku ve Stanfordu, v níž studenty zapřísahá, aby „nikdy nedělali cargo-vědu“. Ta „cargo-věda“ mi utkvěla! Tak mi dovolte, abych vysvětlil, co to je „cargo-věda“. Ve druhé světové válce Američani potřebovali přistávací dráhu na Papui Nové Guineji. Protože šípy a oštěpy letadlům nesvědčí, snažili se skamarádit s domorodci. Přilétali s letadlem naloženým „cargem“ – korálky a barevnými cetkami. Dneska se takové pomoci říká „vyvážení demokracie“. Kmenoví šamani se naučili odhadnout dobu příletu letadel a vytvořili taneční ceremoniál – příslušníci kmene tančili a zpívali, letadlo s žádaným nákladem přistálo a postavení a reputace šamanů rostla a rostla. A tak se zrodil tzv. Cargo kult. Fungoval bezvadně, ale když válka skončila, přistávací dráha ani demokracie už nebyly zapotřebí a cargo přestalo přistávat. To byl pro šamany problém. Nejprve to sváděli na tanečníky, že netančí s dost velkým nadšením, ale někteří příslušníci kmene začali pochybovat a poptávat se po kompetentnosti šamanů. Zřejmě přitom vzala za své i část demokracie. Kmen dostal za úkol vytvořit ze dřeva repliky letadel, až do nejmenších detailů, včetně postav pilotů, jejich brýlí, knoflíků na uniformách a tak dále, a opakovat rituální tance. A zase to nefungovalo. Feynman nevysvětloval, co se stalo se šamany, ale varoval studenty před „cargo-vědou”. Měl tím na mysli něco, co „vypadá jako opravdová věda, ale není to opravdová věda“, a pochopitelně nefunguje.

| 22 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

Tato historka mě zasáhla natolik, že jsem se rozhodl nikdy nesklouznout do „cargo-vědy” – takový slib ale vlastně nebyl příliš vzdálen tomu, co mě jako malého chlapce učila maminka: „Buď pravdomluvný!“

Co jsem se naučil: – Když narazíš na zlatý důl, rýžuj zlato. – Je snadné zjistit, že něco nefunguje, ale je obtížné přesvědčit ty, kteří tomu chtějí věřit. – Každý si musí nastavit svůj vlastni standard. – Nehoň se za poctami. Největší odměnou je to, že odhalíš pravdu. – Nikdy nedělej „cargo-vědu“.

| 23 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

DOBRODRUŽSTVÍ V HANFORDU Pak přišel památný rok 1989 a přinesl i mou první krizi středního věku – uvědomil jsem si, že je čas jít jinam. Akademický život mě začal unavovat, a tak když o mně projevili zájem lidé z Battelle Memorial Institute a nabídli mi místo zástupce ředitele v Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL) v Pacific Northwest Laboratory (PNL) v Richlandu ve státě Washington, nabídku jsem přijal. I po dvaceti letech jen stěží nalézám argumenty, kterými bych si toto rozhodnutí racionálně vysvětlil. Už samotná změna prostředí byla ohromující. Peníze neměly s mým rozhodnutím co dělat, prostě jsem chtěl dělat něco jiného a byla v tom asi i roman-

tická představa, že pomohu při záchraně zničeného životního prostředí v Hanfordu. A tak jsem se přestěhoval z krajiny nejkrásnějších hor a pískovcových skal v Utahu do nejpustšího a nejméně pohostinného pouštního zákoutí státu Washington, na okraj největšího nukleárního smetiště v USA. Práce v Hanfordu se naprosto lišila od jakékoli akademické výzkumné činnosti. Měli jsme od základů vytvořit největší výzkumný ústav Department of Energy (DOE), který měl za úkol vytvořit novou vědu, na jejímž základě by se mělo vyčistit zničené prostředí Hanfordu – a to byla vzrušující šance! Zkušenosti s průmyslem získané

MAPA HANFORDSKÉHO AREÁLU; REAKTOR, KTERÝ JAKO PRVNÍ VYRÁBĚL PLUTONIUM VE VELKÉM MNOŽSTVÍ; STAVBA TOVÁRNY NA IZOLACI PLUTONIA Z OZÁŘENÉHO PALIVA

| 24 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

během práce v ICI mi přišly vhod, a tak jsem v krátké době sestavil tým skvělých odborníků. Nejdřív jsme se museli seznámit s povahou a rozsahem Hanfordského problému. Na počátku devadesátých letech byl Hanford stále ještě vysoce utajovaným a střeženým místem. Vždyť tu stále ještě bylo několik tun plutonia! Naštěstí jsem se setkal s Roy Gephartem, který už v Pacific Northwest Laboratory působil dlouho a otevřel pro mě a mou skupinu mnohé zamčené dveře. Zorganizoval pro nás prohlídku celé lokality, takže jsme si z první ruky mohli učinit představu o rozsahu pohromy. Musel jsem začít od začátku, jako bych se vrátil do školy, naučit se radiochemii a jadernou chemii, abych dokázal pochopit environmentální odkaz studené války. Roy nám umožnil přístup k mnoha jinak utajovaným dokumentům a do uzavřených objektů a otevřel mi cestu i k lidem, kteří zažili v Hanfordu léta „plutoniové éry“. Mým cílem bylo dostat svou skupinu do nejtěsnějšího možného kontaktu s problémem Hanfordu [20] – a ukázalo se, ze to byla má první chyba! Velmi brzy mi totiž došlo, že „Hanfordský příběh“ má rub a líc. Jedna strana mince byla inženýrská, vyrábějící plutonium a spravovaná Westinghouse Corporation. Na straně druhé byla výzkumně orientovaná Pacific Northwest Laboratory, vedená Battelle Memorial Institute. Tyto dvě strany mince koexistovaly pod společným formálním vedením představovaným DOE Field Office v Richlandu a místo spolupráce soupeřily o stejný zdroj financování. Výroba plutonia skončila v roce 1982, ale Pacific Northwest Laboratory (PNL) založená v roce 1965 přetrvávala jako zásobárna vědeckých talentů, čekajících na „nepředvídanou a mimořádnou“ příležitost. Trvalo mi šest let, než jsem pochopil,

že ani Westinghouse, ani Battelle ve skutečnosti nemají zájem na vyčištění nukleárních pozůstatků v Hanfordu a vyřešení environmentálního problému. Jejich skutečným cílem bylo získat peníze – nikoliv naplnit mohutně proklamované oficiální poslání. Uvědomil jsem si, že jde o prvotřídní příklad „cargo-managementu“. I když moje role v Hanfordu byla především manažerská, nemohl jsem a ani jsem nechtěl zapomenout na svoji milovanou vědu. Z Utahu jsem si přinesl některé nedokončené problémy k řešení, ale především jsem si přivedl pár vynikajících studentů a spolupracovníků. Jeden z těchto problémů, který byl a je zvlášť blízký mému srdci, „molekulový svěrák“ [21–23], jsme řešili spolu s Cindy Bruckner-Lea, která se mnou přišla do Hanfordu zprvu jako postdoktorand, později jako zaměstnanec PNL. Podařilo se nám uskutečnit scanning electron tunneling experiment na povrchu rtuti. Princip je naznačen na obrázku na následující stránce. Představte si, že ta černá kulička rtuti je gumový balónek, na jehož povrchu jsou nalepeny různé molekuly. Podle toho, jak je balónek nafouknutý, jsou ty molekuly více či méně sevřené, nebo volné. Když jsou sevřené (málo nafouknutý balónek) nemohou se pohybovat a je možné je zkoumat jakýmkoliv způsobem, třeba pomocí elektronu. Základní pokusy vypadaly nádherně a slibně. Objasnili jsme původ tak zvaného kapilárního vlnění, které přesně odpovídalo jedné ze základních elektrochemických rovnic, rovnici Gibbsově–Lippmannově. Ve druhém pokusu jsme sledovali kapilární vlnění povrchu rtuti ponořené v kapalném dekanu a v dekanu obsahujícím 25 % nonan-1-olu. Tento alkohol se silně adsorbuje na povrch rtuti a potlačí vlněni. Tímto pokusem jsme potvrdili starou námořní

| 25 |


9/22/10 11:34 PM

amplituda vlnění (nm)

J I Ř Í JA N ATA

amplituda vlnění (nm)

vložené napětí (V)

vložené napětí (V)

–dγ = qdE +

Σi Γi dμi

Gibbsova–Lipmannova rovnice

➡

kapilární vlnění Schéma molekulového svěráku (vlevo); kapilární vlněni povrchu rtuti způsobené elektrickým polem (vpravo nahoře; povrch platiny je uveden pro porovnání); potlačeni vlněni rtuti ponořené v kapalném dekanu s přídavkem 25 % nonan-1-olu (vpravo dole)

| 26 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

pravdu, ze “nalitím oleje na rozbouřené moře se vlny utiší”. Bohužel tento nadějný projekt po dvou letech skončil pro nedostatek financí. Byla to cena, kterou jsem musel zaplatit za změnu místa z Utahu do Richlandu. Více štěstí jsme měli s projektem chemických sensorů, na kterém pracovala Mira Josowicz a který se stal poslední a nejúspěšnější kapitolou v mém příběhu CHEMFET. Projekt začal koncem osmdesátých let v Utahu a pokračuje v mé laboratoři dodnes. Našli jsme a experimentálně potvrdili vztah mezi parciálním tlakem donor/akceptorového plynu a výstupní funkcí organického polovodiče [16, 24–26]. Tento experiment stoji na dvou pilířích, které byly vybudovány na konci devatenáctého století Waltherem Nernstem a Williamem Thompsonem (Lordem Kelvinem) [16]. Jde o měření potenciálu, který vznikne sdílením částečného náboje mezi donorem a akceptorem. Toto měření je možné elektrochemicky uskutečnit pouze Kelvinovou metodou, nebo pomoci FETu; a už jsme opět zpátky u CHEMFETu. Už dříve jsem poznal, že v jakémkoliv úkolu jsou ze všeho nejdůležitější lidé. Této filosofie jsem se držel jak ve výzkumu, tak při vedeni své skupiny v PNL. V tom prostředí jsem si rychle uvědomil, že skutečným úkolem manažera je chránit své lidi a vytvořit jim co nejlepší podmínky pro práci. To jsem dělal a má skupina se mi za to odvděčila loajalitou a přátelstvím. Byla to pozoruhodně soudržná skupina, od které se mi těžko odcházelo. Nicméně brzy jsem si uvědomil, že DOE nemá skutečný zájem na vyřešení Hanfordského problému. Také jsem dospěl k přesvědčení, že chci-li si zachovat svoji vědeckou úroveň, musím odejít. Rozhodně nelituji těch šesti let, které jsem v Richlandu strávil. Naučil jsem se

tam mnoho z radiochemie i nukleární fyziky a především jsem poznal, že vědci musí být odpovědni za výsledky své práce [20]. Také jsem mohl v jiné perspektivě posoudit rozsah environmentálních škod způsobených studenou válkou. A tak i básnička, kterou jsem dostal od Davida Jonese před zhruba dvaceti lety, pro mne náhle získala silný a imperativní význam – viz strana 29. K čemu mě Hanfordské zkušenosti mohly a měly dovést? Stále nemám jasnou odpověď ani na Hanfordský problém, ani na otázku jaderné energie, ale jako nejméně riskantní a přitom nejefektivnější cesta při hledání řešení se mi jeví vzdělávání. Takže jsem se vrátil do akademické sféry a přijal jsem nabídnuté místo na Georgia Institute of Technology v Atlantě v Georgii.

Co jsem se naučil: – Prvním a přednostním úkolem vědeckého manažera je chránit své lidi a usnadňovat jim práci. – „Cargo-management“ je smrtelný hřích. – Vědci musí uznat svou odpovědnost za odkaz studené války. – Vývoj civilního využití jaderné energie je jedinou cestou vpřed.

| 27 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

[

MODULOVÁNÍ VÝSTUPNÍ PRÁCE POLOVODIČE DÍKY TVOŘENÍ KOMPLEXU PŘENOSU NÁBOJE.

ND+= N 1–

G = Gδ + δ e

1 1 1+ exp ED– EF gD kT

Fermiho-Diracova rovnice

]

➡ ED+ = ED + kT ln KCa 2δ 2δ (gDKD)

ppm

694

520

115

347

174

95

260

174 50

260

347

520

694

520

147

640

174 260

Nernstova rovnice 635 NH3 30

∆VG (mV)

625 620 615 610 605

ΔVG = kT ln 2 δg

(

)

PG + 1 ΣKi Pi i

600

15

35

55

75

135

155

čas (min)

Vlevo fotografie titulní stránky našeho článku oslavujícího Nernstův a Kelvinův přístup. Rovnice nastiňují myšlenkový postup při odvození dopovací reakce polovodiče donorovou molekulou. Experimentální křivka představuje odezvu chemfetu pokrytého organickým polovodičem polyanilinem (akceptor) při reakci s amoniakem (donorem).

| 28 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

FUNDAMENTAL CONSTANTS David E. Jones As God devised the Universe There grew at his fiat The table of physical constants As He drew them out of his hat.

He chose the electronic charge In His creative way; Defined the particle masses, Invented h and k ...

To whom He gives this warning – That time may now be short, That even He will weary Of the things He has wrought.

Before He said “Let there be light!” He chose, to meet his need, The arbitrary constant c To represent its speed.

Till with a set of numbers He‘d totally constrained A single mighty Universe And all that it contained.

And soon may sound the trumpet For that awful moment when The fundamental constants Will be shuffled and dealt again!

And in His new creation He needed there to be A law of gravitation And so selected g.

And in their implications, According to God‘s plan, The fundamental constants Imply the creature Man:

Zájemci mohou najít české přebásnění i s rozsáhlým komentářem k fyzikálním aspektům básně Davida Jonese na http://vydavatelstvi.vscht.cz.

| 29 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

ATLANTA Stěhování na jih USA bylo v mnoha ohledech stejně stresující jako přesun z Utahu do Richlandu. Americký západ a jeho Rocky Mountains mi velmi chyběl a dodnes chybí. Americký jih se od hornatého západu velmi liší – není ani horší, ani lepší, je prostě jiný. Mé místo má honosný název Georgia Research Alliance Eminent Scholar, což by se dalo volně přeložit jako „znamenitý vědec výzkumného sdružení státu Georgia“. V ruštině by to znělo jistě ještě lépe, ale to není podstatné. Důležité je a bylo, že jsem každý rok dostal podstatný finanční obnos na výzkum, aniž bych o něj musel žádat a použití zdůvodňovat. To místo mi umožnilo vrátit se k vědecké práci, ale těžší bylo přepnout mozek z manažerského způsobu uvažování na vědecký. Při tomto přechodu mi velmi pomohli má žena Mira a náš nový postdoktorand David Hatchett. Zase jsem začal učit pokročilý kurs Chemické sensory a pochopitelně i obvyklé spektrum tradičních analytických přednášek. Úhelným kamenem našeho bádání se stala chemická elektronika a výzkum se rychle rozrostl z čistě analytického zkoumání sensorů na obecnou organickou elektroniku [24–26]. Utekl jsem z akademických „závodů chrtů“ z Utahu do Hanfordu, ale po šesti letech jsem se k nim zase dobrovolně vrátil v Atlantě. Ale něco se přece jen změnilo. Zkušenost z Hanfordu mě naučila všímat si úlohy vědce ve společnosti z jiného, podstatně kritičtějšího úhlu. Nerad bych generalizoval, ale každý vědec si musí být vědom, jaká je

jeho úloha a jeho odpovědnost vůči společnosti – toto uvědomění nelze ignorovat. Projekt Manhattan by nepochybně nebyl bez účasti vědců realizovatelný. Tito vědci skvěle vykonali a dosáhli toho, oč byli žádáni. Mnozí zpochybňovali svou úlohu v projektu, ale jen málokdo si uvědomil jeho dlouhodobé důsledky. Vědecká zvídavost, započatá Henri Becquerelem a Marií CurieSklodowskou na začátku dvacátého století a pokračující prácí tolika vynikajících vědců a inženýrů, byla zneužita politiky a generály. Necítím se být kvalifikovaný k tomu, abych posoudil společenský dopad jejich práce, který natrvalo změnil běh historie a další osudy lidstva. Jaderný výzkum a inženýrství v rámci Projektu Manhattan vyvrcholily bombardováním Hiroshimy a Nagasaki a jestli to znamenalo konec druhé světové války, nebo začátek války studené, o to ať se přou historici. Já osobně věřím, že to znamenalo začátek studené války. Ať je to ale jakkoliv, existence takových míst, jako je Hanford, Savannah River, Čeljabinsk a další lokality na obou stranách železné opony, je nespornou skutečností a přetrvávajícím environmentálním odkazem té doby [20]. Jaderné znečištění ve zmíněných zařízeních i v dalších místech soustřeďujících zbrojní atomový průmysl mnohanásobně převyšuje jakékoliv jiné člověkem způsobené poškození životního prostředí. Naštěstí má ale nukleární mince i druhou stranu. Věda, díky které mohly být vytvořeny nukleární zbraně, také umožnila vznik kontrolovaného využití jaderné energie. Ta sice také produkuje nukleární

| 30 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

odpad a nese sebou určitá rizika, nicméně velmi odlišná od těch vojenských. A právě tento rozdíl by měl být stále zdůrazňován a vštěpován do povědomí veřejnosti, především prostřednictvím vzdělávání. Je to jediná naše naděje, jak můžeme být schopni pokrýt energetickou potřebu narůstající světové populace. Jiným současným šlágrem je antropogenní vliv na globální oteplování a především nové náboženství založené na působení oxidu uhličitého. Nevzpomínám si, kdy nebo jak tato idea vznikla. Je ale nesporné, že je to opět případ zneužití vědy, tentokrát environmentálními horlivci ve službách světa velkých financí. Určitě i tento případ je možné řešit jedině vzděláváním. Abych naplnil svůj slib, začal jsem tedy vyučovat nový pokročilý kurs s názvem Energie a životní prostředí, který je v podstatě „převlečená radiochemie“. V kurzu se nesnažím nabízet řešení nebo předpovědi, podávám pouze základní fakta a informace, které jsou nezbytné k jakémukoliv informovanému rozhodnutí. Žádám také od studentů, aby kladli otázky založené na vědomostech, nikoliv na emocích. Netřeba zdůrazňovat, že mé stanovisko v těchto záležitostech mi nezjednalo mnoho náklonnosti mezi radikálními environmentalisty oddanými svému náboženství. Také jsem se angažoval v otázkách bezpečnosti dopravy, byl jsem totiž mnoho let členem příslušného panelu National Research Council, a to dlouho před osudným 11. zářím 2001. I v těchto otázkách, stejně jako v oblasti nukleární energie nebo ochrany životního prostředí, se lze setkat s iracionálními argumenty založenými na „cargo-politice“ a „cargo-vědě“. Mým hrdinou se proto stal Don Quichote a „cargo-věda“ se stala mým větrným mlýnem.

ZÁKLADNÍ ŽIVOTNÍ MOUDROST: “MĚJ RADOST ZE ŽIVOTA!“

Mé současné větrné mlýny: – zdroje a využití energie – náboženství oxidu uhličitého – civilní bezpečnost – OFET

| 31 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

K tomu se přidává i relativně drobná záležitost z oblasti organické elektroniky. Strávil jsem třicet let výzkumem spojení křemíkové elektroniky s chemií a dost se podivuji, že se někteří vědci snaží nahradit křemík organickými polovodiči ve schématu známem jako organické tranzistory řízené polem (OFET) [26]. Opět to je jenom „cargo-věda“, která tyto snahy vede, a rád bych věděl, co by tomu řekl Richard Feynman. Za svůj život jsem třikrát zaměnil akademické a neakademické prostředí a mohu s jistotou prohlásit, že pro neakademický svět nejsem dělaný. Díky každodennímu styku se studenty se stále cítím mladý, i když mi mé kosti tvrdí opak. Možnost svobodně volit směr své práce je pro mě vzácnější než cokoliv jiného. Vybočení z populárního hlavního proudu také nese svá rizika, ale je to moje volba, nikoliv volba, kterou dělá za mne někdo jiný. Zrovna tak jsem se při změně působiště nikdy nesnažil vyzískat na svém existujícím zaměstnavateli lepší podmínky – prostě jsem podal výpověď a šel jsem jinam. Asi to nebylo nejchytřejší, ale měl jsem tak dobrý pocit, že o své budoucnosti nenechám za sebe rozhodovat jiné. Ze svého manažerského i vědeckého a akademického působení mi ale natrvalo zůstalo několik poznatků, které se jako červená nit vinuly a vinou i mým životem:

– P ředevším: Lidé jsou nejdůležitější. Ne peníze, ne vybavení, ne velikost laboratoří, ne vliv – jen a jen lidi. – A za druhé: „Cargo-cokoliv“ je špatné. Je to v podstatě stejný imperativ jako to maminčino „buď pravdomluvný“. – A v neposlední řadě platí: Ať už clověk dělá cokoliv, musí z toho mít radost.

Na závěr bych chtěl dodat ještě něco, co v mé přednášce v San Francisku nebylo. Mé povídání se přirozeně rozčlenilo do kapitol. Teď už nehodlám měnit místo, a tak by se následující kapitola snad mohla jmenovat DŮCHOD. Nemám žádnou představu, kde nebo kdy by to mohlo nastat, ale jistě mě dál povedou všechny ty základní principy, které jsem se naučil. Vím, že mám jen jedno přání: Až skončí poslední kapitola a kniha se bude zavírat s tichým klapnutím, chtěl bych mít jenom pár vteřin na to, abych se mohl ohlédnout zpátky a říct si: „To bylo ale zajímavé čtení!“ A to je všechno.

| 32 |


9/22/10 11:34 PM

Dr. CHEMFE T

ODK A Z Y [1] Janata, J.; Zyka, J. Verwendung der Coulometrie bei Konstantem Strom zur Messung der Geschwin-digkeitkonstaten. Reaktion des Diphenylsulfids mit Brom. Collect. Czech. Chem. Commun. 1965, 30 (5), 1723. [2] Janata, J.; Schmidt, O. Application of Analog Computers to the Study of Reactions Involving Electrolytically Generated Reagent. J. Electroanal. Chem. 1966, 11 (3), 224. [3] Janata, J.; Schmidt, O.; Zuman, P. Application of Analogue Computers to Studies of Reactions In-volving Electrolytically Generated Reagent. II. Treatment of Consecutive and Competitive reactions. Collect. Czech. Chem. Commun. 1966, 31 (6), 2344. [4] Janata, J.; Jansen, G. Polarographic Determination of Hydrogen Ion Activities in Strongly Acidic Media: A New Acidity Function. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1972, 68, 1656. [5] Janata, J.; Holtby-Brown, R. D. Polarographic Determination of Hydrogen Ion Activity III, Basic Aqueous Mixtures of Nonelectrolytes. J. Chem. Soc. Perkin 1973 (II), 99l. [6] Janata, J.; Zuman, P. Electrochemical Acidity Functions. Collect. Czech. Chem. Commun. 2009, 74 (11-12), 1635–1646. [7] Janata, J. An Immunoelectrode. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97 (10), 2914–2916. [8] Collins, S.; Janata, J. A Critical-Evaluation of the Mechanism of Potential Response of Antigen Polymer Membranes to the Corresponding Antiserum. Anal. Chim. Acta 1982, 136, 93–99. [9] Janata, J.; Blackburn, G. F. Immunochemical Potentiometric Sensors. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1984, 428, 286–292. [10] Moss, S. D.; Janata, J.; Johnson, C. C. Potassium Ion-Sensitive Field-Effect Transistor. Anal. Chem. 1975, 47 (13), 2238–2243. [11] Janata, J. Thermodynamics of Chemically Sensitive Field Effect Transistors; Theory, Design and Biomedical Application of Solid State Chemical Sensors; CRC Press: Boca Raton, 1978. [12] Caras, S.; Janata, J. Field-Effect Transistor Sensitive to Penicillin. Anal. Chem. 1980, 52 (12), 1935–1937. [13] McKinley, B. A.; Houtchens, B. A.; Janata, J. In Vivo Application of ISFETs – Summary of Current Laboratory Research and Probable Future Clinical Detectors. Ion-Selective Electrode Reviews 1984, 6 (2), 173–208. [14] Haemmerli, A.; Janata, J.; Brophy, J. J. Equilibrium Noise in Ion-Selective Field-Effect Transistors. J. Electrochem. Soc. 1982, 129 (10), 2306–2312. [15] Blackburn, G. F.; Levy, M.; Janata, J. Field-Effect Transistor Sensitive to Dipolar Molecules. Appl. Phys. Lett. 1983, 43 (7), 700–701.

| 33 |


9/22/10 11:34 PM

J I Ř Í JA N ATA

[ 16] Janata, J. Chemical Modulation of Electron Work Function. Anal. Chem. 1991, 63 (22), 2546–2550. [17] Josowicz, M.; Janata, J. Suspended Gate Field-Effect Transistor Modified with Polypyrrole as Alcohol Sensor. Anal. Chem. 1986, 58 (3), 514–517. [18] Janata, J. Principles of Chemical Sensors; Plenum Press: New York, 1989. [19] Feynman, R. Surely You’re Joking Mr. Feynman; W. W. Norton & Co.: New York, 1985. [20] Janata, J.; Gephart, R. E. Nuclear Waste – Scientific Liability, Challenge and Opportunity. Interface 1995, 4, 46–50. [21] Bruckner-Lea, C.; Conroy, J. F.; Pungor, A.; Caldwell, K.; Janata, J. Scanning-Tunneling-Microscopy on a Mercury Sessile Drop. Langmuir 1993, 9 (12), 3612–3617. [22] Conroy, J. F. T.; Caldwell, K.; Bruckner-Lea, C.; Janata, J. Effects of Interfacial Tension in Tunnel-ing Microscopy, I. Theory. J. Chem. Phys. 1996, 100 (46), 18222–18228. [23] Conroy, J. F. T.; Hlady, V.; Bruckner-Lea, C.; Janata, J. Effects of Interfacial Tension in Tunneling Microscopy. II. Experimental Observation of Surface Instability. J. Chem. Phys. 1996, 100 (46), 18229–18233. [24] Janata, J.; Josowicz, M. A Fresh Look at Some Old Principles: The Kelvin Probe and the Nernst Equation. Anal. Chem. 1997, 69 (9), 293A–296A. [25] Janata, J.; Josowicz, M. Chemical Modulation of Work Function as a Transduction Mechanism for Chemical Sensors. Acc. Chem. Res. 1998, 31 (5), 241–248. [26] Janata, J. Potentiometry in the Gas Phase. Collect. Czech. Chem. Commun. 2009, 74 (11-12), 1623–1634.

| 34 |


9/22/10 11:34 PM


9/22/10 11:34 PM

JIŘÍ JANATA

Dr. CHEMFET Vydala: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Vydavatelství VŠCHT Praha Technická 5, 166 28 Praha 6 Odpovědná redaktorka: Ing. Eva Dibuszová, Ph.D. Odborná redaktorka: RNDr. Eva Juláková, CSc. Grafická úprava a prepress: Dana Husníková Vytiskl: KANAG TISK, s. r. o., Technická 5, 166 28 Praha 6 Počet stran: 36 Vydání: první (vychází v české i v anglické verzi)


9/22/10 11:34 PM

JIŘÍ JANATA. Dr. CHEMFET

Recommend Documents