VIDEO: MLADA ZNANSTVENICA IZ NOVIGRADA U TIMU NOBELOVCA Matea Vlatković: Pogledajte kako sam otplesala svoju doktorsku disertaciju!
U znanstvenom istraživačkom timu profesora Bernarda Feringe, jednog od trojice ovogodišnjih dobitnika Nobelove nagrade iz kemije za dizajn i sintezu tzv. molekularnih motora i mašina, doktorat izrađuje i 28-godišnja Matea Vlatkovićiz Zagreba.
Matea po ocu vuče dalmatinske korijene. Njen otac je rodom iz Novigrada nedaleko Zadra gdje je i ovoga ljeta sa obitelji provela kratki godišnji odmor. Osim roditeljskih veza spona Matee i Zadra je i u njezinom datumu rođenja. Naime, 24. studenoga, kada Matea bude napunila 29 godina, Zadar slavi blagdan svetog Krševana, jednog od četiri svoja nebeska zaštitnika, poznat kao Dan Grada Zadra.
Matea je nakon završene V. Gimnazije u Zagrebu na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu diplomirala kemiju. Dio studija provela je u inozemstvu što joj je otvorilo vrata za bavljenje onim što je najviše zanima, istraživanjima u fundamentalnoj znanosti.
– Prva ljubav prema kemiji javila se tijekom osnovne škole, gdje smo radili brojne pokuse s profesoricom Kocijan za vrijeme dodatne nastave. Nakon završene srednje škole upisala sam PMF, smjer kemija, gdje sam i završila studij. Tijekom studija, nakon treće godine, otišla sam na prvu praksu preko IAESTE-a u Poljsku. Tamo sam stekla određena poznanstva koja su mi omogućila da odradim diplomski rad u Varšavi kod prof. Chmielewskog pomoću ERASMUS stipendije. Osim u Poljskoj tijekom studija sam išla i na praksu u Njemačku, a nakon odrađenog diplomskog u Poljskoj, logičan nastavak za mene je bilo kako i gdje doktorirati.
Kako ste dospjeli u tim nobelovca Feringe? Što u tom timu radite i jeste li možda sudjelovali u otkriću za koje je dobio Nobelovu nagradu?
– S obzirom da mi se jako sviđao znanstveni rad profesora Feringe, posebice tema molekularnih prekidača i motora, odlučila sam se njemu prijaviti na doktorat, jer sam očekivala da će me tamo dočekati puno izazova. Doktorat je priličan dio života, to su četiri godine, tako da vas tema mora jako zanimati, morate imati strast i motivaciju za prevladavanje svakodnevnih prepreka. Zašto baš Groningen? Baš zato što se činio idealno mjesto za znanstveni izazov, ali i zbog prednost. Naime, tamo svi tamo pričaju engleski, tako da se obaveze učenja studenata mogu obavljati na engleskom jeziku. U timu profesora Feringe bila sam četiri i pol godine, gdje sam kroz doktorat radila na primjeni molekularnih motora u katalizi u supramolekularnoj kemiji, a za mjesec dana se vraćam u Groningen na obranu svog doktorata.
Možete li jednostavno objasniti zašto je prof. Feringa dobio Nobelovu nagradu i zašto je njegovo otkriće važno?
– Tema stvaranja sintetičkih motora i mašina je “vruća” i mnogi su o njoj sanjali već desetljećima. U našem organizmu postoje brojni kompleksni molekularni strojevi i motori. U svakoj našoj stanici se nalaze brojni molekularni motori koji obavljaju razne korisne funkcije, ali bilo je teško zamisliti da bismo mogli sintetizirati nešto relativno jednostavno koje bi moglo izvoditi nešto slično – transformirati energiju (kemijsku, svjetlosnu, toplinsku) u rad. Morate shvatiti da stvari na molekularnoj razini, koje su nano veličine, funkcioniraju potpuno drugačije nego na makroskali. Mašine s kojima se svakodnevno susrećete mogu biti statične, ali molekule nikada nisu statične, molekule niti na nula stupnjeva Kelvina ne miruju. Stoga postići njihovo kontrolirano gibanje je ogroman izazov.
Profesor Feringa je bio prvi koji je ostvario kontroliranu jednosmjernu rotaciju molekularnog motora. Do objave prvog molekularnog Feringinog motora bilo je ostvarena samo kontrola translacije, ali ne i kontrolirana jednosmjerna rotacija od 360 stupnjeva. Dizajn molekularnog motora je jedinstven i za razliku od Stoddartovih i Sauvagevih motora koji koriste kemijsku energiju koju pretvaraju u kretanje, Feringini motori su pokretani svjetlošću i toplinom.
Zašto je to važno? Kako otkriće profesora Feringe može biti primijenjeno u svakodnevnom životu?
– To je izuzetno bitno, jer su savladane mnogobrojne prepreke u nanosvijetu kako bi se razvili ti funkcionalni relativno jednostavni motori (u usporedbi s biološkima primjerima ATP sintaza), koji bi u daljoj budućnosti mogli imati primjenu u kompjuterskoj branši, ali i u biološkoj gdje bi se mogao ostvariti kontrolirani transport lijekova do bolesnih stanica. Ali put do ostvarenja toga je još pun prepreka i moramo još mnogo naučiti o novim sustavima. Trenutno te primjene zvuče kao znanstvena fantastika, ali vjerujem da će se kroz sljedećih par desetljeća napraviti veliki koraci ka ostvarenju toga cilja.
Molekularni motori su otkriveni u grupi 1999. godine i to nije bilo slučajno otkriće, već kroz rad par doktoranata i postdoktoranata. Sve se to razvilo, rekla bih, kao što je i sam profesor Feringa rekao nakon što je doznao da je dobio Nobelovu nagradu, da se iza toga krije rad mnogobrojnih doktoranata i postdoktoranata, tako da je svaki od nas mali dio te velike slagalice. Naravno, uz par iznimaka koji su napravili veliki pomak i čiji se cijeli doktorat odnosio na razvoj primjerice nanoauta, poput dr. Nopporn Ruangsupapichat, koji je tijekom doktorata uspio sintetizirati prvi funkcionalni nanoauto. Svaki mali pomak i napredak iz mnogobrojnih doktorata je pridonio razvoju područja i stanju u kojem je trenutno.
Na čemu ćete vi doktorirati?
– Što se tiče mog doktorata njegov djelić sam objasnila relativno jednostavno već putem FameLaba i putem plesa (smijeh). Trenutno radim u PCCL-u u Austriji, to je istraživački centar za razvoj novih polimera, ali nakon obrane doktorata planiram se vratiti akademskim putevima, odnosno svojoj prvoj ljubavi – fundamentalnoj znanosti, te se prijaviti na postdoktorat u Grazu.
Kako izgleda život mladih znanstvenika u inozemstvu? Radili ste u Poljskoj, Austriji, Nizozemskoj, možete li se takvom znanošću baviti u Hrvatskoj?
– Što se tiče usporedbe mladih znanstvenika u raznim zemljama, razlike su prilično velike. Zaključak bi bio: što zapadnije to se znanost više cijeni i ulaže se puno više novaca i lakše je dobiti grantove te napredovanje. Primjerice, u Nizozemskoj nakon doktorata i određenog postdoktorata, ukoliko ste odličan kandidat, možete dobiti poziciju asistenta profesora na fakultetu i imati svoju grupu što je u Hrvatskoj, koliko znam, dosad bilo nezamislivo. Ali stvari će se i kod nas polako mijenjati. U Poljskoj imaju također puno više grantova, posebice za povratak mladih znanstvenika te im osiguravaju mogućnost vlastite grupe i laboratorija.
U Austriji sam prekratko, tako da još ne znam sve detalje akademskog sustava, ali definitivno je jaka suradnja industrije i fakulteta i studenti u svim zemljama gdje sam boravila moraju imati obavezno puno više prakse nego u Hrvatskoj. Također svi studenti moraju barem kroz period od par mjeseci aktivno sudjelovati na znanstvenom projektu. Vani nakon bakaleaurata (dodiplomskog) mnogi studenti ne nastavljaju na master (diplomski), jer mogu lako naći posao. Na master nastavljaju samo nadareni, primjerice u Groningenu, koji je među top 100 sveučilišta u svijetu, master iz kemije godišnje završi obično 5 do 10 studenata. Što se tiče top znanosti, sve se može svugdje raditi ukoliko imate dostatno novca i motivirane ljude oko sebe.
Nedavno ste postali majka. Kako uspijevate uskladiti privatne obveze u tako kompetitivnoj sredini baveći se istraživanjima koja oduzimaju jako puno vremena?
– Na zadnjoj godini doktorata, prošle godine, postala sam majka, te sam se nakon tri mjeseca porodiljnog (u Nizozemskoj svi imaju tri mjeseca porodiljnog) vratila dovršiti istraživanja. To ne bi bilo moguće bez ogromne podrške moje obitelji, moje majke koja je uzela slobodno prva tri mjeseca da pomogne, te muža koji je uzeo mjesec dana godišnjeg kako bi pazio na malenu, jer nismo htjeli da tako mala ide u jaslice. Bilo je jako naporno, posebice kad je bila jako mala, ali uz veliku podršku obitelji sve je moguće. Također je stvar prioriteta i organiziranosti – vjerujem da
kad postanete roditelj dobivate dodatne supermoći organizacije tako da uvijek uspijete sve napraviti i ostaviti dovoljno vremena za sebe i obitelj.
Možete li nam nešto više reći o vašim vezama s Novigradom? Kada ste zadnji put bili i živi li vam tamo još netko od obitelji?
– S Novigradom sam povezana preko bake i dide s tatine strane koji su se tamo rodili i živjeli. Tamo imam mnogo rođaka, a i Novigrad je magičan sam po sebi, stoga svako ljeto tamo dođemo barem na tjedan dana. Zadnji put sam bila u Novigradu prije dva i po mjeseca i sigurno ću se opet vratiti.
Pogledao sam vašu plesnu “obranu” doktorata na YouTubu. Nema što, usitinu je zabavan i originalan, no možete li našim čitateljima prebližiti što ste vi i vaše kolege zapravo otplesali?
– Plesom smo pokušali približiti dio istraživanja mog doktorata – to je ostvarivanje kontrole katalitičkih funkcija pomoću molekularnih motora. U početnoj sceni je vidljivo da u odsustvu katalizatora – molekule koja pomaže reaktantima (drugim molekulama) da reagiraju, dovodi ih u blizinu, smanjuje energiju aktivacije – nema reakcije među reaktantima (plesačima). Dolaskom katalizatora (plesač u šeširu) koji predstavlja motor u trans-konfiguraciji, gdje su aktivne „ruke“ katalizatora udaljene – dolazi do reakcije između reaktanata. Ali samo par reaktanata (plesača) reagira u prisustvu katalizatora u „trans“ konfiguraciji. Također možemo vidjeti da se ta dva para koji su reagirali vrte u suprotnom smjeru. To indicira da smo dobili oba enantiomera produkta (velik broj molekula sadrži to jedinstveno svojstvo kiralnosti – poput naših ruku iako lijeva i desna ruka se sastoje od pet prstiju, jednakih udaljenosti među prstima – ruke ne možemo preklopiti, one su zrcalna slika jedna druge). U svakodnevnom životu jako je bitno da dobijemo samo jedan oblik enantiomera jer obično jedan oblik može bit letalan dok drugi može biti aktivna supstanca koja spašava živote.
U drugoj sceni plesa osvjetljavamo katalizator i on prelazi iz trans konfiguracije u jednu cis konfiguraciju u kojoj su njegove aktivne grupe (ruke) blizu jedna drugoj. Tada svi plesači reagiraju i većina se vrti u jednom smjeru – to znači da smo tim oblikom katalizatora postigli većinom jedan enantiomer. U zadnjoj sceni prikazujemo ukoliko taj katalizator „zapalimo“ (tj. zagrijemo, primijenimo toplinsku energiju) on mijenja svoju konfiguraciju, poprima skoro svoju zrcalnu sliku. I u tom stanju ako se nalazi u reakcijskoj smjesi punoj plesača to rezultira da se oni okreću u drugom smjeru, odnosno da smo kontrolirano dobili drugi enantiomer. Prema tome po želji ovisno koji enantiomer nam treba koristeći svijetlo i toplinu kao vanjske stimulanse možemo postići kontrolu nad kiralnosti produkta.
VIDEO: KAKO JE MATEA OTPLESALA SVOJU DOKTORSKU DIZERTACIJU
