Stačí koukat kolem sebe a nelenošit

Kdo by do něj řekl, že mu to až tak pálí! Na první pohled kluk/mladý muž jako každý jiný. Ve škole měl rád fyziku, ale taky kdejaký sport – airsoft, baseball, fotbal, tenis… Ondra přiznává, že k většímu mimoškolnímu zapojení do fyziky ho vlastně dotlačil taťka. Našel si projekt Otevřená věda II a v jeho rámci se zapojil do zkoumání termoelektrických materiálů v podobě kvantových vrstev a supermřížky v Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR. Tam také vznikla práce Ondřeje Borovce Termoelektrické materiály a krystalická supermřížka. S ní vyhrál v soutěži středoškolských projektů AMAVET a to ho posunulo k účasti a následně zlaté medaili na I‑SWEEP v Americe.

Ondřej mi prozradil, že jeho hlavním zaměřením byla vždy robotika, proto hledal nějaký obor z kybernetiky, ale těch bylo velmi málo. Taťka ho posadil před počítač, ať si vybere něco jiného. Možnost přímé generace elektrické energie z tepla tehdy sedmnáctiletého studenta Všeobecného gymnázia ve Vysokém Mýtě natolik zaujala, že si ji zvolil jako obor, kterému se chtěl věnovat. Vydat se do neznáma přeci jen vyžaduje poměrně dost smělosti. Bylo to snadné vykročení?

Asi jsem měl z počátku strach. Ale měl jsem štěstí na vstřícného supervizora Radka Zeipla, s nímž jsme byli nejprve v e‑mailovém kontaktu, takže po dvou prvních setkáních už to bylo v pohodě. Byl jsem u něj dva týdny, bydlel v jejich rodině, hrál si s dětmi, takže už to bylo fajn.

Abych se do celé problematiky tepla a polovodičů zasvětil, musel jsem nejprve nastudovat různé materiály. Radek pak se mnou problematiku probral a teprve když viděl, že jsem vše pochopil, začali jsme s odbornou prací. Po čase jsem zvládl sám i měření a pak už jsem mohl v Radkově týmu fungovat jako pomocná síla.

Pojem „termoelektrické materiály“ nás sice k určité představě navádí, ale čím ses konkrétně zabýval?

Materiál na jedné straně zahřejeme a na druhé budeme chladit, čímž vytvoříme teplotní gradient a vznikne elektrické napětí. V budoucnu by to mohl být způsob, jak se při generování elektrického proudu vyhnout spalování jiných zdrojů, případně snížit ztráty. Zatím mají takové materiály příliš malou účinnost, ale třeba se časem zjistí, jak ji zvýšit. A právě proto tyto termoelektrické materiály zkoumáme. V současné době mají velký význam v kosmu, kde jsou téměř jediným zdrojem energie – nelze tam totiž použít žádnou rotaci (generátor), protože by se zařízení časem opotřebovalo. Termoelektrické materiály nemají pohyblivé součásti a budou dobře fungovat i po 40 letech bez údržby, maximálně na povrchu zoxidují, což může jen trochu snížit jejich výkon.

Princip se zdá snadný: mezi chladnou a studenou částí určitého materiálu vzniká napětí – jenže my bychom chtěli praktické výstupy. Jakým způsobem by se elektřina získávala?

Stačí z obou stran připevnit drát a umístit doprostřed spotřebič; proud bude automaticky procházet. Majoritní nosiče proudu se pohybují ve směru gradientu, difundují tam, protože mají větší energii, tudíž se mohou přemístit do oblasti s menší energií. Tak vzniká pohyb elektronů, což už je de facto elektrický proud. Jedná se tedy o přímý vznik elektrického proudu.

Zní to sice báječně, ale ve výzkumu se asi pohybujete přeci jen v malých veličinách. A jak jste docílili u malých vzorků tak velkého teplotního rozdílu?

Pracovali jsme se vzorky o velikosti centimetr na centimetr a tloušťce 60 nanometrů. Při teplotním gradientu osmi stupňů jsme dokázali naměřit jeden milivolt. Na každém konci vzorku to bylo tedy o osm stupňů jinak. Pracovali jsme ve speciálním zařízení, které se skládá ze dvou měděných půlměsíčků, z nichž do každého vede jiný výhřevný drát a každá část se zahřívá na jinou teplotu. Na takto malých vzorcích nás právě omezuje teplotní gradient, protože většího rozdílu než osm stupňů většinou nedokážeme dosáhnout.

Stáže ti zabraly poměrně hodně času. Neměl jsi někdy krizi?

Na ty termoelektrické materiály jsem jezdil dvakrát měsíčně do Prahy na ústav a pak jsem tam byl o prázdninách dva měsíce na stáži. Práce mě docela bavila, ačkoli jsme někdy měřili od 8 hodin ráno až do noci a to pak bylo vcelku únavné.

Data získaná v ÚFE AV ČR jsi využil ve studentském projektu, s nímž jsi vyhrál krajské kolo AMAVET. Toto vítězství mj. znamenalo možnost účastnit se velké studentské soutěže I‑SWEEP 2012 v USA. Vzhledem k maturitním termínům dokonce došlo k paradoxní situaci, protože kvůli cestě do Ameriky jsi nemohl doma nastoupit k maturitě a zkoušku musel odložit na září, přestože už jsi byl přijatý na Fakultu elektrotechnickou ČVUT. Zlaté medaili na I‑SWEEP ovšem předcházela obhajoba projektu. Měl jsi trému nebo ti to připadalo poměrně snadné?

Já jsem ani pořádně nevěděl, jakou mám konkurenci, protože jsem se nevyznal v americkém systému. Pro mě byl úspěch už to, že jsem se vůbec podíval do Ameriky, neměl jsem trému. Nedělal jsem si ani velké naděje, že něco vyhraju. Účast jsem bral jako takovou třešničku na dortu. Nakonec to tam bylo hodně pohodové – přišlo sedm přátelských hodnotitelů, strach z angličtiny mě rychle přešel, protože se snažili pomoci a byli velmi vstřícní.

V Americe je cítit, že mají se soutěžemi větší zkušenosti a asi chtějí i víc studentům pomáhat. Byl to krásný pocit dostat se za moře, za oceán. Jiná architektura, jiní lidé – otevřenější a přátelštější. Je to i dobrá motivace, když člověk uspěje, může se podívat někam dál.

Svou práci jsi poté prezentoval také na ESOF 2012 (Euroscience Open Forum) v irském Dublinu. Stanout na pódiu a hovořit k dospělému publiku je ale něco jiného, než diskutovat s hodnotiteli studentských prací. Můžeš porovnat obhajobu v USA s prezentací v Dublinu, kde tě očividně potrápila tréma?

V Americe jsem prezentaci u posteru vnímal spíš jako hlubší diskusi jednoho s druhým. Na ESOF v Dublinu jsem projekt naopak představoval posluchačům, které jsem neznal. Taky mě zlobila prezentace v počítači, což mě rozhodilo… a asi jsem trošku odbyl přípravu v domnění, že to umím líp. Na Ameriku jsem se poctivě připravoval dva týdny dopředu.

Ondřeji, fyzika tě bavila vždycky. Teď už studuješ na Fakultě elektrotechnické ČVUT – měl jsi od začátku jasno, co chceš dělat?

Co dělat za práci? To ne, ještě před rokem jsem chtěl být vojákem, byl jsem na pohovoru na Univerzitě obrany v Brně, chtěl jsem tam studovat robotiku, ale hlavně jsem chtěl být vojákem.

Co bys poradil děvčatům a klukům, kteří by se chtěli do nějaké odborné studentské aktivity zapojit, ale nemají tatínka, který by je do toho tlačil?

Hodně nabídek je na internetu. Kdyby člověk napsal na univerzitu i když není budoucí student, určitě by ho na nějakou odbornou stáž vzali. Další možností je Otevřená věda. Já jsem dělal zprvu robotické sumo na FEL ČVUT, až potom jsem nastoupil na stáž do Ústavu fotoniky a elektrotechniky AV ČR.

Stačí se koukat kolem sebe a být pilný, nelenošit doma, a člověk vždycky něco najde.

Za rozhovor děkuje a palce do další práce drží