A lepkefogó tudós

A Magyar Tudományos Akadémia levelező tagja, valamint az akadémia Energiatudományi Kutatóközpontjának a Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézetének kutatóprofesszora. Kutatási területe a nanoszerkezetű anyagok fizikája, erre húsz évvel ezelőtt egy külön osztályt hozott létre. A nemzetközileg elismert tudós munkásságát március 15-én Széchenyi-díjjal tüntették ki, városunkban pedig az Érdi Tudományos Díjat vehette át. Dr. Biró László Péterrel beszélgettünk.

– Sok éve városunkban él. Honnan és mivel érkezett a szülőföldjéről?

– Kolozsváron születtem, ott jártam iskolába, sőt az egyetemi tanulmányaimat is ott folytattam, s csak 1990-ben költöztem át Magyarországra. Ide már fizikusi diplomával és tudományos kutatói háttérrel érkeztem, hiszen másodéves egyetemistaként elkezdtem a kutatómunkát a kolozsvári Izotóp és Molekuláris Technológiai Kutatóintézetben. Érdekes témával, az egykristálynövesztéssel indítottam. Tudniillik, az összes drágakő, amit az ékszereinkben viselni szeretünk, mind egykristályok. A természet nagyon extrém körülmények között hozza őket létre, nekünk viszont számos alkalmazáshoz szükségünk van jól kontrollált, laboratóriumi körülmények között előállított egykristályokra. Ez komoly kutatási téma volt a 70-es évekig, azóta már az iparban is gyártják az egykristályokat. Az egyetem elvégzéséig tehát jómagam is a kristályokkal dolgoztam, majd miután diplomáztam, az akkori román törvények értelmében sem az egyetemen, sem a kutatóintézetben nem maradhattam, így két másik út maradt számomra: az ipar vagy a tanügy. Az előbbit választottam, s 1984-ig Gyergyószentmiklóson, egy gép és cserealkatrész gyárban dolgoztam, ahol a minőségellenőrző laboratóriumokat vezettem. Később, igen nagy küzdelem árán mégis sikerült visszakecmeregni Kolozsvárra, abba a kutatóintézetbe, ahol egyetemistaként folytattam kutatómunkát.

– Jól sejtem, hogy gyermekkorában még nem tervezte, hogy tudós lesz…

– Az az igazság, hogy roppant kíváncsi kiskölyök voltam és már ötödikben eldöntöttem, hogy fizikus leszek. Pedig akkor még az iskolában nem is tanítottak nekem fizikát. Egyedül kísérletezgettem és mindenféle huncutságot műveltem. Az egyik ilyen látványosabb eset az volt, amikor a nagynéném kerítését sikerült felgyújtani. De az is nagyon tetszett, hogy a celluloidból gyártott tárgyak könnyen gyulladnak, és rengeteg égéstermék keletkezik utánuk. Ilyen volt például, a fogkefe nyele, de a mozifilm is ebből az anyagból készült. Később kivonták a forgalomból, épp a gyúlékonysága miatt. Megesett, hogy egy ilyen celluloid fogkefét alufóliába, illetve akkori nevén, sztaniolpapírba csomagoltunk és s egyik végét gyertyával felhevítettük, ami előbb-utóbb lángot kapott a csomagoláson belül és úgy működött, mint egy kis rakéta. A kiáramló gázok kilőtték és akár sok tíz méterre is elrepült a fogkefe. Persze, érdekelt a természet is, a bogarak és mindenféle apró élőlények, hiszen mi még gyermekként közelebb voltunk a természethez. Öt éves koromig Kolozsvár egyik peremén laktunk, sokat bóklásztam a szabadban, ezért igencsak elszomorított, hogy később a belvárosba költöztünk, de a gyerekkorom nagyon klassz volt!

–Később sem ment el a kedve a fizikától?

– Nem, sőt! Úgy tapasztalatom, hogy a gyerekek alapvetően nem borzadnak el a fizika tantárgyától, de nem mindegy, miként tálalják nekik. Épp mostanában adódott számomra egy kis „kalóz” kísérlet az érdi Bolyai János Általános Iskolában, ahol a legnagyobbik unokám ötödikes tanuló. Tavaly novemberben az osztályában tartottam egy előadást a lepkékről és a színekről. Meglepett, mennyire élvezték a gyerekek. Kíváncsiak, aktívak voltak, éreztem, hogy egy hullámhosszon vagyunk, azt mondtam el nekik, ami érdekelte őket. Ezen felbuzdulva, az iskola vezetésének egyetértésével Kissné Nyéki Erika tanárnővel belevágtunk egy kísérletfélébe, s azóta már két másik előadást is tartottam a diákoknak, egyiket a repülésről, a másikat meg a 3D-és nyomtatásról, utóbbit a lányommal közösen, mert ő épp ezen a területen dolgozik. Az ötödikesek nagyon kedvelték ezeket az órákat, sokat kérdeztek. Az itt szerzett tapasztalataim alapján egyre inkább kialakult bennem a gyanú, hogy leginkább azzal rontják el a fizika oktatását, ahogy és amennyit mindenáron le akarnak nyomni a gyerekek torkán. Ráadásul a diákok csak hetediktől kezdenek fizikát tanulni, heti másfél órában, s mindössze két év alatt kell elsajátítaniuk azt a tananyagot, amit annak idején nekünk sokkal több idő alatt, 6-7 órában tanítottak meg. Rengeteg kísérletet is bemutattak és magunk is végezhettünk néhányat, amelyek még inkább felkeltették a kíváncsiságunkat.

–Említette, hogy amikor válaszút elé került, az ipar mellett döntött. Meg sem fordult a fejében, hogy pedagógusnak áll?

– Nem, mert a szakmámban rettenetesen fafejű vagyok! Nem tudom tolerálni, hogy valaki packázzon azzal. Nagyon hamar átláttam, hogy vagy én fogok emiatt az őrültek házába kerülni, vagy a potenciális tanítványaim fognak elmenekülni. A pedagógiai pályát ugyan elkerültem, viszont magánúton nagyon sokat tanítottam, egyetemi felvételire készítettem fel tanulókat, s akadtak olyan tanítványaim, akik később maguk is továbbadták a tudásukat, s az ő tanítványaikból is fizikusok lettek. Szóval, tudok és szeretek tanítani, ám nem kenyerem az iskolai szigor és nem veszem jó néven, ha kényszernek veszik a tanulást, viszont, aki tudásra éhes, annak szívesen elmagyarázom mindazt, ami érdekli az én tudásomból.

– Visszakanyarodva a tudományos munkájához, hogyan kezdődött a nanotechnológiai kutatása?

– A nanotechnológiával gyakorlatilag azóta foglalkozom, amióta átköltöztünk Magyarországra. Kolozsváron szűkösebb eszközpark állt rendelkezésünkre a kutatásához és az információ se nagyon csorgott be a „Ceausescu-érában”. Annak a híre viszont eljutott hozzám, hogy megépítettek egy olyan mikroszkópot, amellyel az atomokat is meg lehet figyelni. Ez rettenetesen izgatott, mert akkoriban épp olyan dolgokkal foglalkoztam, ahol fontos volt tudni, hogy az atomok miként helyezkednek el egymáshoz viszonyítva és milyen kölcsönhatások működnek közöttük. A magyarországi kutatóintézetben Gyulai József akadémikus professzor fogadott, akinek a kutatási témája az ionimplantációval volt kapcsolatos, amelynek lényege, hogy az egyik anyagba úgy juttathatunk be egy másfajta kisebb mennyiségű anyagot, hogy ennek atomjait elektromos töltéssel látjuk el. Ezek a feltöltött atomok – az ionok, ahogy nevezik őket – amelyeket elektromos térben felgyorsítunk, pont úgy viselkednek, mint a puskalövedék, bele lehet „lőni” őket a „megcélzott” anyagba. Így gyártják például az integrált áramköröket, amelyeket a mobiltelefonokban meg a számítógépekben alkalmaznak. Ezen ionok kutatásával foglalkozott Gyulai professzor, így én is ebbe kapcsolódtam be. Közben megtudtam, hogy az intézetünkben is van már egy olyan nagyszerű, atomokat is láttatni képes mikroszkóp – egy pásztázó alagútmikroszkóp – így engedélyt kértem professzortól, hogy az atomokkal is foglalkozhassak.

– Majd leragadt ennél a területnél, máig ez maradt a kutatási témája. Mit sikerült kideríteni?

– Később Gyulai professzorral közösen „fociztunk” az atomokkal. Előbb a szén nanocsövek kutatásával kezdtünk el foglalkozni. Ezek kizárólag szénből álló, parányi csövecskék, amelyek átmérője egymilliárdszor kisebb a méternél. Az arányokat úgy lehet leginkább szemléltetni, ha elképzeljük, hogy az egy nanométer úgy viszonyul a mi hétköznapi világunkhoz, mint ahogy egy közönséges focilabda a földbolygó méretéhez. Ennyire aprócska! Egyébként, a 20. század végén igen erőteljes kutatás irányult rá, rengetegen foglalkoztak vele világszerte. Néhány fontos dolgot azonban nekünk sikerült először megcsinálni. Észrevettük, hogy az ilyen parányi nanocsövekből lehet ipszilon alakú elágazásokat, meg hengerspirálokat létrehozni, amelyeket úgy kell elképzelni, mint a feltekert vezetéket, amely a telefon hallgatóját összeköti a készülékkel. Mindezt kiválóan lehetett vizsgálni ez alatt a különleges mikroszkóp alatt!

– A grafén is fókuszba került. Mi az és mire jó?

– A grafént 2004-ben fedezték fel, azaz készítették el kísérletileg, s azok a tudósok, akik ezt megvalósították, 2010-ben Nobel-díjat kaptak érte. Mi 2005 -ben kezdtünk el a grafénnel foglalkozni, és az említett mikroszkóp segítségével, a világon mi voltunk az elsők, akik atomi pontossággal megmunkáltunk egy ilyen grafénlemezt. Úgy kell elképzelnünk, hogy a grafitceruza hegye olyan, mint egy kártyapakli. Egymásra rétegelve állnak benne az atomi vastag szénlemezek, amelyek azért hagynak nyomot a papíron, mert a mozgatással a lemezkék leszakadoznak és odatapadnak a papírhoz. A grafén tehát csak az egyetlen ilyen „kártyalap”, az egyetlen atom vastagságú lemez. Az már önmagában is fantasztikus, hogy ilyet létrehozhattunk ilyen lemezt és képesek voltunk atomi pontossággal megmunkálni, ki tudtunk belőle vágni egy olyan szalagot, amely mindössze tíz atom széles volt. Meggyőződésem, ha 1990-ben valaki azt mondta volna nekem, hogy 15-18 év múlva egyetlen atom vastag lemezt atomi pontossággal meg tudok munkálni, azt mondtam volna az illetőnek: Na, menjen szépen haza és aludja ki magát! És lám, mégis sikerült! Ez fantasztikus dolog volt, s azóta is roppant büszkék vagyunk rá, mert azóta sem munkálta meg ezt nálunk pontosabban senki. Tíz éve mi tartjuk ennek a rekordját. Hangsúlyozom: nem egyedül az én érdemem, hanem azokkal a lelkes fiatal kollégákkal sikerült létrehozni, akikkel együtt dolgoztam.

– Lehet, túl aprólékos és időigényes a tudományos munka, de előbb-utóbb meghozza a gyümölcsét. Ön miként vélekedik erről?

– Elég megélni, vagy akár csak elképzelni, milyen az, ha otthonunkban véletlenül lecsapjuk a biztosítékot, s egyszerre megszűnik számunkra minden olyan eszköz, ami az életünk része: a hűtő, a tűzhely, a mosógép, tévé, fűtés, számítógép és még hosszasan sorolhatnám – hirtelen használhatatlan lesz. Roppant kellemetlen, nem igaz? Nos, ha annak idején, a 18-19. században azok a kutatók, akik az elektromossággal foglalkoztak, nem kutatták volna ki az elektromosság csínját-bínját, akkor ma is egy ilyen „biztosíték nélküli” állapotban lennénk. Ezzel az egyszerű példával azt kívántam illusztrálni, hogy a tudományos kutatási eredmények nem egy-két éves skálán befolyásolják az életünket, hanem minimum 10-15 évbe telik, amíg egy laboratóriumban létrehozott eredmény átmegy a gyártásba, az alkalmazásba, de ez már nem a tudósok döntésén, hanem a gazdaság szereplőin múlik. Gyártani nem tudok, csak felfedezni azt, ami talán egyszer elkészül és egyszerűsíti, tovább korszerűsíti az életünket. Ma is számtalan felfedezés azért nem kerül széleskörű alkalmazásba, mert senki sem látott benne üzletet.

– Mivel tölti a szabadidejét? Mi jelent igazi kikapcsolódást?

– Az az igazság, hogy egyáltalán nem dicsekedhetem sok szabadidővel, de van egy másik kutatási irányom, ami a lepkékkel kapcsolatos. Kevesen tudják például, hogy amikor kék és zöld lepkét látunk, a színeket nem a szárnyak festékanyaga okozza, hanem a nanoszerkezetek, amelyek képesek megváltoztatni a fény terjedését. Úgy kell ezt elképzelni, mint egy szivacsot, vagy mint egy háromdimenziós csipkét, amelyben bizonyos színű fény „eltéved” és nem tud benne terjedni, hanem lepattan róla. Ez a visszaverődés okozza azt a kék színt, amit a lepke szárnyán látunk. Az érdi sportcsarnok mellett fogott lepkéken végzett kutatómunkám eredményeit összefoglaló tanulmányaimat a világ legismertebb tudományos folyóiratai közölték. Azt vizsgáljuk, hogy egy-egy lepkepopuláción belül hogyan változik a kékség, illetve hogyan lehet ezt a kékséget megváltoztatni, mely szerkezetek, milyen kékeket hoznak létre. Ami a szabadidőt illeti, amikor épp van egy kis időm, s alkalmas az évszak is, leginkább lepkék után futkosok. Sőt már az három unokámat is sikerült „megfertőznöm”. Mindnek van lepkehálója, és ha szólok, menni kell, szívesen elkísérnek, hogy besegítsenek a lepkevadászatba.

(Érdi Újság)