„Zajímá tě optika? Tak já ti ukážu optiku, na kterou nezapomeneš,“ řekl před pár lety profesor Jiří Spousta bakalářskému studentovi fyziky Lukáši Zezulkovi. A měl pravdu. Lukáš je dnes držitelem stipendia Brno Ph.D. Talent, v nanosvětě je jako doma a aktuálně pracuje na vývoji nových přídavných zařízení pro elektronové mikroskopy.

„Chceme vyvinout nové zařízení, které by bylo využitelné například pro bateriový, polovodičový nebo obecně materiálový výzkum. Jeho výhoda by měla spočívat v kombinaci různých mikroskopických technik tak, abychom byli schopni materiál ve velmi malém měřítku zkoumat a zároveň ho charakterizovat,“ vysvětluje doktorand z Fakulty strojního inženýrství Lukáš Zezulka, který působí také na CEITECu VUT.

Něco podobného už umí nástroje brněnského startupu NenoVision. „Stavíme na jejich zařízení a snažíme se jej rozšířit o možnost pozorovat vzorky za pomoci světla. Zároveň chceme mít možnost vzorky nějak ovlivňovat, případně rovnou vyrábět v komoře tohoto přístroje. Ve výsledku bychom pak děje mohli pozorovat dynamicky během samotného procesu,“ dodává Zezulka.

Mluví-li o velmi malém měřítku, má na mysli nanosvět, oblast, kde se pohybujeme v rozměrech řádově nižších, než je tloušťka lidského vlasu. Má-li v takovém prostředí sloužit nějaký laboratorní nástroj, musí i ten být velmi malý. Nejinak je tomu u multifunkční hrotové sondy, na níž Lukáš Zezulka s kolegy pracuje. „Ideální je co nejostřejší hrot, kterým můžeme jezdit po povrchu vzorku a tím zmapovat jeho reliéf. Zároveň by sonda měla být kompatibilní s elektronovým mikroskopem, aby se během pozorování hrotem dalo na vzorek dívat i skrze elektrony. A potom bychom chtěli hrot vyrobit tak, aby byl vytvořený na optickém vlákně, které nám umožní do blízkosti vzorku buď přivádět anebo z něj sbírat světlo,“ vysvětluje Zezulka.

Optická vlákna mají brněnští fyzikové ambici ještě vylepšit, aby mohla vést kromě světla třeba i pracovní plyn pro výrobu nanostruktur. „S tím se pojí problém výroby hrotu, standardně využívané techniky na to nelze použít. My jsme přišli s troufám si říct revoluční myšlenkou, že bychom hroty vyráběli úplně zvlášť mimo optické vlákno a díky tomu by byly vyměnitelné. Pro jejich výrobu využíváme spolupráce s firmou IQS nano a metodu 3D tisku, konkrétně dvoufotonové polymerizace, která umožňuje tisknout s velmi malým rozlišením. Získáme tak hrot dlouhý zhruba 250 mikrometrů a široký 150 mikrometrů. Špička se pak ještě doostří doleptáním v plazmě, abychom se dostali na ostrost v řádu nižších desítek nanometrů,“ popisuje Zezulka.

Laboratoř má nejraději

Ač fyzikální inženýr, aktuálně Lukáš Zezulka pracuje spíše na technické stránce věci. „V této části našeho vývoje asi převažuje technika, protože je to převážně práce s již existujícími technickými zařízeními. Je to ale snaha využít techniku ve službách fyziky,“ říká. Oblast, na které pracuje už od dob bakalářského studia, k němu přitom přišla celkem náhodně. Hledal semestrální projekt spojený s optikou, když ho profesor Jiří Spousta navedl tímto směrem. „Řekl mi doslova: „Ukážu ti optiku, na kterou nezapomeneš.“ Od té doby se tomu věnuji a moc mě to baví, je to kreativní činnost, téma se neustále rozvíjí,“ vzpomíná Zezulka.

Pro studium fyziky se rozhodl na střední škole, nicméně zpětně vidělo, vůbec prý nevěděl, co ho čeká. „Myslel jsem, že to bude jenom velké množství počítání, podobně jako na střední. Ale vysokoškolská fyzika, obzvlášť u nás na Ústavu fyzikálního inženýrství, je hodně zaměřená na práci v laboratoři. A ta je na tom ve výsledku nejzábavnější,“ říká s úsměvem.

Lukáš Zezulka si v únoru převzal ocenění a s ním získal i související tříleté stipendium Brno PH. D. Talent. „Rozhodně mi to umožňuje se s čistější hlavou věnovat doktorskému studiu. Nemusím přemýšlet, jestli by nebylo dobré jeden den nebo dva dny v týdnu někde pracovat a vydělávat peníze,“ říká Zezulka. Vedle zajištění při studiu je pro něj cena i velkou motivací. „Myslím, že ve vědě funguje efekt nabalující se sněhové koule. Je šance, že když se člověku podaří začít s takovýmto úspěchem, mohly by se další úspěchy nabalovat a minimálně mi to dává motivaci ve vědě dále pokračovat,“ uzavírá.