60. výročí Nobelovy ceny pro Jaroslava Heyrovského

Byl nositelem čestných doktorátů z řad evropských univerzit i členem vědeckých akademií po celém světě. Byl i víceprezidentem Mezinárodní unie fyziků, prezidentem polarografické společnosti v Londýně, čestným členem Japonské polarografické společnosti i chemických společností Československa, Rakouska, Polska, Anglie a Indie. „Svůj úžasný výzkum dělal nejen mozkem a rukama, ale také srdcem,“ říká Jiří Barek, vysokoškolský profesor. Dost možná i proto v prosinci 1959 převzal ve Stockholmu Nobelovu cenu za vývoj polarografie, přičemž na nejvyšší vědecké ocenění byl nominován celkem osmnáctkrát.

O profesoru Barkovi se dá tvrdit, že navazuje na práci profesora Heyrovského. Je analytickým chemikem. A právě polarografie je stále (v upravené podobě) jedním ze zásadních nástrojů „jeho“ disciplíny. Respektive patří do širšího spektra elektrochemických metod, kterým se oba profesoři celoživotně vědecky věnovali a věnují…

V době, kdy Heyrovský přebíral cenu, vám bylo deset let. Jaký význam  pro vás osobně a pro vaši práci  „elektrolýza s rtuťovou kapkovou elektrodou“ znamená?

Patřím k pomalu mizící generaci, která si velmi dobře uvědomovala, že všechny její výsledky byly možné jenom díky tomu, že stála na rameni obrů, jako byl profesor Heyrovský. Měl jsem to štěstí, že mně lásce k polarografii „nakazili“ úžasné osobnosti z pražské polarografické školy, které profesor Heyrovský vychoval, a kteří působili jak na jím založeném ústavu na Akademii věd, který nyní nese jeho jméno, tak i na naší katedře analytické chemie PřF UK a  v naší UNESCO Laboratoři elektrochemie životního prostředí.

A přestože s postupným vývojem elektroanalytických metod byla rtuťová kapková elektroda v analytických laboratořích postupně nahrazována novými elektrodovými materiály, dodnes je úžasným nástrojem umožňujícím studium vlastností a přeměn nových léčiv, chemických karcinogenů, pesticidů, nanomateriálů, biomolekul a řady dalších látek významných z hlediska ochrany lidského zdraví a životního prostředí. Je dobré si uvědomit, že nové elektrodové matriály a elektroanalytické metody by nevznikly bez průkopnické práce prof. Heyrovského a pracovníků pražské polarografické školy.  Metody vědeckého výzkumu a myšlenkové i experimentální postupy zavedené prof. Heyrovským jsou používány dodnes v oblasti různých nanotechnologií, v biochemii a v dalších přírodních a lékařských vědách.

V prosinci 2019 to bude 60 let, kdy Jaroslav Heyrovský převzal Nobelovu cenu za chemii, konkrétně za polarografii. Přitom o „elektrolýze s rtuťovou kapkovou elektrodou“ se poprvé psalo v Chemických listech už v roce 1922. Proč až v roce 1959 přišlo ocenění?

Profesor Heyrovský byl na Nobelovu cenu nominován celkově osmnáctkrát, přičemž to bylo čtrnáctkrát za chemii, jednou za fyziku a třikrát za fyziologii a medicínu, ale získal ji teprve v roce 1959. Ale ani ostatní Nobelovy ceny obvykle nebyly uděleny při první nominaci. Je to prostě oblast s velkou konkurencí a tím více si této Nobelovy ceny musíme vážit a připomínat si jí.

Historie objevu polarografie je velice klikatá; stejně jako u jiných přírodovědných objevů vedoucích třeba k udělení Nobelovy ceny u nich vlastně nelze přesně určit datum, kdy se staly…

O objevu polarografie toto tak úplně neplatí. Datum jejího zrodu známe velmi přesně. Nápad, že by bylo zajímavé měřit proud procházející rtutí odkapávající do studovaného roztoku, dostal prof. Heyrovský přesně 9. února 1922 (viz kopie stránky z jeho pracovního deníku, který si od dob svých studií v Anglii vedl v angličtině) – a protože žil ve šťastné době, kdy nemusel trávit většinu času psaním zpráv, hlášení, žádostí o granty a jejich vyúčtováním, tak si hned půjčil na nynější matematicko-fyzikální fakultě zrcátkový galvanometr a hned odpoledne změřil první závislost tohoto proudu na vloženém potenciálu, kterou později nazval  polarogramem.

Je úsměvné, že změřené závislosti publikoval za necelé 4 měsíce v časopise Chemické listy (viz obr. níže). Bylo to v době, kdy se vše sázelo ručně, stejně, jako se ručně ryly štočky pro příslušné obrázky. Jen pro porovnání: dnes, v době úžasných počítačových programů pro přípravu a tisk publikací, je ve stejném časopise průměrná doba mezi posláním publikace a jejím publikováním delší než 12 měsíců! … A to nemluvím o tom, že dnes by se řada hodnotitelů na publikaci v českém jazyce dívala téměř s pohrdáním.

• Mladý vědec Heyrovský byl prý velice talentovaný již během studií. Je šance, že se v budoucnu dočkáme podobného úspěchu, myslím tím, zda „hrozí“, že některý náš vědec (třeba přírodovědec) Nobelovu cenu získá?

Možné to je, ale já patřím k té menšině, která si myslí, že hlavním posláním naší univerzity není výchova vybraných geniů, kteří rychle odejdou do zahraničí za lepšími pracovními podmínkami a větší šancí na nejrůznější ocenění, ale výchova opravdu kvalitních odborníků pro naši českou společnost. A podle mého názoru může být každá pyramida jen tak vysoká, jak široká je její základna. Takže chceme-li uvažovat v tomto směru, musíme udělat vše pro to, aby nejnadanější mladí lidé šli spíše studovat přírodní, lékařské a technické vědy než dnes módní komerční inženýrství, business administration a podobně, jakkoliv jsem si vědom významu těchto obrů pro naše hospodářství.

V oblasti chemie bych rozhodně začal zkvalitňováním výuky chemie na základních a středních školách, obnovením významu a postavení českých chemicky orientovaných středních škol, které kdysi představovaly světovou špičku ve svých oborech. A možná bych uvažoval o jistém omezení „plánovací role“ našich grantových agentur. Mám totiž trochu obavu, že prof. Heyrovský by dnes těžko dostal grant na měření doby kapky rtuti kapající do různých roztoků, což ho vedlo k objevu polarografie. Stejně tak, jako by se Flemingovi těžko psal grant slibující, že zapomene umýt misku a tak objeví penicilin, Becquerelovi grant, že zapomene fotografickou desku vedle uranové sloučeniny a tak objeví přirozenou radioaktivitu.

Zároveň bych určitě hodně přemýšlel nad tím, jak učit přírodní vědy tak, aby to mladé lidi nadchlo a neodstrašovalo. Viděl jsem světýlka v očích dětí, kterým ukazovali kolegové krásné chemické pokusy v Dejvicích. Marně si lámu hlavu nad tím, kdo či co ta světýlka zhaslo do doby, kdy se tyto děti začaly rozhodovat, co půjdou studovat.

Proslulé se staly vědecké semináře prof. Heyrovského na Albertově, v posluchárně Ch3, jako „rozhovory o nových pracích z fyzikální chemie“. Víte o nich něco?

 Vím o nich hlavně to, že se tam o všem podrobně diskutovalo, žádné téma nebylo tabu a cílem byla výměna poznatků a zkušeností obohacující všechny účastníky diskuse. A je mi moc líto, že vzhledem k nedostatku času a vzhledem ke změněné atmosféře a změněným prioritám činnosti vysokých škol je podobných akcí čím dále tím méně a že lidé s určitými názory jsou stále méně ochotní diskutovat s lidmi názorů jiných a přemýšlet o nich.

Ztratila polarografie něco ze svého významu za těch šedesát let od objevu?

Pokud mluvíme o jejím praktickém používání jako analytické metody, pak určitě ano. Pokud se na ní díváme jako na nástroj studia významných molekul a jejich přeměn, pak určitě ne, jak dokazují např. průkopnické práce brněnských kolegů z Biofyzikálního ústavu Akademie věd v oblasti studia chování DNA.  A rozhodně neztratila nic ze svého významu z hlediska gnoseologického a z hlediska inspirace a motivace další vědecko-výzkumné práce. Zákonitě menší praktické využití polarografie v současné době v mých očích nijak nesnižuje genialitu prof. Heyrovského a jeho polarografické metody, stejně jako nesnižuje genialitu Jamese Watta a Roberta Stephensona a jejich vynálezů skutečnost, že parní stroj a parní lokomotiva už se dnes tolik nepoužívají.

V čem podle vašeho názoru spočívaly mimořádné kvality a schopnosti prof. Heyrovského, které ho dovedly k Nobelově ceně?

V prvé řadě měl schopnost odlišit podstatné od nepodstatného, což mu umožnilo vidět úžasné výhody rtuťové kapkové elektrody i přes komplikace způsobené oscilacemi proudu v souvislosti s jejím odkapáváním. Měl schopnost úžasným způsobem a přitom velmi jednoduše vysvětlovat a propagovat výsledky svého výzkumu a přesvědčit světovou chemickou veřejnost o praktické použitelnosti a fascinujících možnostech jím vyvinuté polarografické metody a tím zajistit její široké praktické použití. Svůj úžasný výzkum dělal nejen mozkem a rukama ale také srdcem. Jeho mimořádnost spočívala i v tom, že měl schopnost vytvořit a vést velký výzkumný tým, kdy se nemusel  bát, že při jeho vytváření bude obviněn z inbreedingu. Mimořádný byl i v tom, že byl bezmezně oddaný své práci. Lze říci, že profesor Heyrovský miloval svojí rtuťovou kapkovou elektrodou a ta se mu odměňovala nádhernými polarografickými křivkami.

Při příležitosti 60. výročí udělení Nobelovy ceny udělil děkan PřF UK prof. RNDr. Jiří Zima, CSc. Pamětní medaile Přírodovědecké fakulty.  Seznam laureátů najdete na našem fakultním webu ZDE. 

Prof. PhDr. Jaroslav Heyrovský, DSc. (1890 – 1967)

• český fyzikální chemik, objevitel a zakladatel polarografie, zakladatel tzv. československé elektrochemické školy
• - po studiu na Filozofické fakultě pražské univerzity, obor chemie, fyzika a matematika (samostatná přírodovědecká fakulta tehdy ještě neexistovala) pokračoval na londýnské Univerzity College studiem fyzikální chemie
• - v průběhu 1. sv. války byl lékárenským chemikem a rentgenologem v rakouských nemocnicích

- navázal na práci profesora Bohumila Kučery, který Heyrovského upozornil na obecné otázky elektrokapilarity a na neshody hodnot povrchového napětí ​

-  v roce 1922 vyvinul polarografii, což je metoda používající měření elektrického proudu, který prochází rtuťovou kapkou a roztokem, do něhož rtuť odkapává

- po válce působil na Univerzitě Karlově, kde se v roce 1926 stal profesorem

 - v roce 1951 spoluzakládal Polarografický ústav, v jehož čele stál do roku 1963

prof. RNDr. Jiří Barek, CSc.

- elektroanalytický chemik a vysokoškolský profesor na PřF UK, na katedře analytické chemie

- zabývá se vývojem nových elektrochemických senzorů a detektorů pro sledovaná stopových množství biologicky aktivních organických látek

- autor a spoluautor stovek publikací z oblasti elektroanalytické chemie, člen Královské chemické společnosti (Velká Británie),  člen řídícího výboru Divize analytické chemie Evropské chemické společnosti (EuChemS), Divize analytické chemie Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC), vedoucí UNESCO Laboratoře elektrochemie životního prostředí při katedře analytické chemie PřF UK, člen vědecké rady FCHT a FCHI VŠCHT Praha a FCHT University  Pardubice, člen komise  Akademie věd ČR pro obhajoby DSc v oboru analytické chemie

Ptala se: Marcela Uhlíková, Forum

Foto: Chemické listy, Archiv výstavy Příběh kapky ÚFCh J. Heyrovského AV ČR