Gymnazistka se v laboratořích MUNI zabývá čištěním odpadních vod

Talentovaná vědkyně Anna Podmanická studuje na Gymnáziu Jura Hronca v Bratislavě. Přestože ještě neskládala maturitní zkoušku, její velkou vášní se stala fyzika, které se věnuje nad rámec běžného středoškolského studia. Pro svůj projekt si domluvila spolupráci s Přírodovědeckou fakultou Masarykovy univerzity.

„Anna se na nás obrátila sama už na začátku roku 2024 se zájmem vypracovat svou středoškolskou odbornou činnost (SOČ) na půdě Ústavu fyziky a technologií plazmatu. Na základě jejího podnětu ji kontaktoval můj doktorand František Zažímal, který jí představil několik potenciálně vhodných témat k projektu. Po vzájemné dohodě jsme navázali spolupráci. Díky ní navštívila Anna v květnu 2024 na tři týdny náš ústav a aktivně se zapojila do experimentální práce v laboratoři,“ říká Tomáš Homola z Ústavu fyziky a technologií plazmatu.

„Cítila jsem potřebu uplatnit své teoretické poznatky a fascinaci přírodou, což mě vedlo k tomu, že jsem si v praxi kladla nekonečnou posloupnost otázek ‚proč‘. Začala jsem středoškolskou odbornou činností na téma kvantových výpočtů. V době covidu bylo aktuálním tématem hledání nových léků, včetně zkoumání metabolismu molekul, které by potenciálně mohly tvořit novou léčivou látku. Proto jsem svou práci zaměřila na simulaci rozkladu farmaceuticky účinných látek ve vodním prostředí,“ objasňuje Anna Podmanická průběh svého vztahu k vědě a výzkumu. 

i

Anna se věnuje interdisciplinárnímu výzkumu na rozhraní fyziky plazmatu, environmentálního inženýrství a materiálových věd, konkrétně v oblasti takzvaného kvartérního čištění odpadních vod. „Na našem pracovišti má k dispozici speciálně upravené nanomateriály na bázi grafitického karbon nitridu, které po aktivaci modrým světlem (v oblasti viditelného spektra) generují reaktivní radikály. Ty jsou schopny efektivně rozkládat stopové koncentrace mikropolutantů – jako jsou zbytky léčiv, reziduální antibiotika, bakterie nebo fragmenty DNA, které běžné čisticí technologie nedokážou zcela odstranit. Také má k dispozici zdroje atmosférického plazmatu, metody pokročilé povrchové charakterizace a další moderní experimentální techniky, které jí umožňují detailně studovat vlastnosti materiálů a jejich interakce s mikropolutanty ve vodě,“ popisuje problematiku výzkumu Homola. 

„Zjistila jsem, že problémem léčiv není jen jejich složité vytváření a testování, ale také jejich následný dopad na životní prostředí. Pandemie covid-19 zastínila další globální problém, kterým je ‚pomalá pandemie rostoucí rezistence vůči antibiotikům‘, která způsobuje, že nemoci, které byly díky vynálezu antibiotik léčitelné, se nyní stávají smrtelnými. Pokud bude současný trend pokračovat, studie ukazují, že rezistence vůči antibiotikům by mohla do roku 2050 způsobit více než 40 milionů úmrtí,“ vysvětluje Podmanická.

„Výzkum je aktuální a jedinečný tím, že reflektuje připravované zpřísnění legislativy v Evropské unii, které se týká kvality vypouštěných odpadních vod. Tyto nové normy budou v blízké budoucnosti vyžadovat zavedení pokročilých čistících technologií v čistírnách, a právě fotokatalyticky aktivní nanomateriály a sorbenty představují jeden z perspektivních směrů, jak tyto požadavky splnit. Anna získala během svého projektu nejen praktické dovednosti v laboratorní experimentální práci, ale také hlubší porozumění principům aplikovaného výzkumu, který má potenciál přispět k řešení aktuálních environmentálních výzev,“ doplňuje Homola.  

Osmnáctiletá Anna Podmanická obdržela za svou činnost cenu Vědecký talent Slovenské akademie věd, Cenu děkana Přírodovědecké fakulty Univerzity Komenského a hned několik ocenění obdržela na Festivalu vědy a techniky AMAVET. V letošním dubnu se, společně s Tomášem Čermákem z Biskupského gymnázia Hradec Králové, stala laureátkou prestižní evropské soutěže The Earth Prize za inovativní projekt PURA, který pomáhá čistit vodu od antibiotik a rezistentních bakterií. Dvojice mladých vědců společně s ostatními týmy usiluje o ocenění Global Winners, jehož finále se uskuteční na Den Země 22. dubna. 

i

Odborného vedení Annina projektu se ujal a kvalitní podmínky pro realizaci smysluplného a přínosného výzkumu jí poskytl František Zažímal. „Zapojení středoškoláka do skutečného výzkumu vyžaduje intenzivní individuální vedení a stálou přítomnost povolané osoby. Pro vědecký tým to představuje další zátěž nad rámec našich hlavních povinností – tedy výuky a vedení bakalářských, magisterských a doktorských prací. V této souvislosti si vážím mimořádného přístupu svého doktoranda Františka Zažímala,“ objasňuje Tomáš Homola. Nadaní středoškoláci momentálně mohou na přírodovědecké fakultě navštěvovat vybrané přednášky, ale standardní studium je možné až po úspěšném složení maturitní zkoušky a přijímacích zkouškách na Masarykovu univerzitu. 

„Františku Zažímalovi vděčím za nekonečnou trpělivost a pomoc, kterou vyžadovalo uvedení středoškolačky do výzkumu. Nejprve jsem si musela vybudovat dostatečné vědecké základy v dané problematice a potom jsme naplánovali tři týdny, během nichž jsem se, pod jeho odborným vedením, zapojila do experimentální práce v laboratořích Masarykovy univerzity. Všichni kolegové v laboratoři byli velmi ochotní. Za tu úžasnou atmosféru jsem vděčná, protože jsem se díky nim mohla cítit jako členka týmu,“ říká Anna Podmanická.

Samostatný rozhovor s mladou vědkyní vydáme jako bonus na Den Země.