Szilárd fémorganikus-hálózatok kémiai szintézisének reakciókinetikai vizsgálatára nyert Bolyai-ösztöndíjat Dr. Schuszter Gábor

– Ismertetné a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíjban megvalósuló kutatását?

– A szilárd fémorganikus-hálózatok (Metal—Organic Frameworks, MOF) kutatása az elmúlt két évtizedben nagy lendületet kapott, ami főleg annak köszönhető, hogy az előnyös tulajdonságaik miatt sokféle felhasználási lehetőséget vizionálnak velük kapcsolatban. A szerkezetük nagyon jól hangolható a felépítő egységek megválasztásával, rendkívül nagy a fajlagos felületük, továbbá kémiai és hőstabilitásuk is megfelelő. Többek között felmerültek gáztárolási (pl. hidrogén), gáztisztítási, katalitikus, szenzorikai és sivatagos területeken levegőből történő vízmegkötéssel kapcsolatos alkalmazások is. Az általam megpályázott kutatás reakciókinetikai oldalról vizsgálja a MOF-ok szintézisét. Leggyakrabban szerves oldószereket használnak, de egy korábbi munkánkban megmutattuk, hogy megfelelő paraméterek alkalmazása esetén vízben, mint környezetbarát oldószerben is megvalósítható a folyamat, ráadásul a reaktánsok koncentrációinak hangolásával lehetőség van eltérő polimorfok előállítására is. Az is ismert, hogy egy adott reakció másfajta terméket hoz létre egy intenzíven kevert, vagy áramlást, vagy éppen diffúziót biztosító reaktorban. Ez pedig rögtön felhívja a figyelmet a reakciók időbeli lejátszódásának ismeretének szükségességére. Ezzel foglalkozik a reakciókinetika, és ez az, amit specifikusan a MOF-okra nézve vizsgálni szeretnék. A játéktér nagy (koncentráció, hőmérséklet, oldószer, mágneses és elektromos tér stb.), így jól körülhatárolt irányvonalakat igyekeztem választani.

A játéktér nagy (koncentráció, hőmérséklet, oldószer, mágneses és elektromos tér stb.), így jól körülhatárolt irányvonalakat igyekeztem választani Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– Miért éppen ebben a témában kutat?

– A kutatócsoportunkban kb. egy évtizede foglalkoznak csapadékreakciók és különböző transzportfolyamatok (pl. áramlás, diffúzió) egymásra hatásának vizsgálatával. A posztdoktori éveim alatt én is ebbe kapcsolódtam be. Mindig is érdekeltek a szabad szemmel látható események mikroszkopikus skálán történő alapjai, így például a kristálygócok kialakulása és növekedése. A kémián belül a reakciókinetika a kedvenc területem, a mágneses és elektromos jelenségek pedig —véleményem szerint — mindenki számára lenyűgözőek. Így aztán minden adott volt, hogy miért pont ilyen szempontokat vizsgáljak. A kutatómunkám döntő többsége alapkutatás jellegű. Többekkel ellentétben azt gondolom, hogy erre igenis szükség van, mert ez teret biztosít a velünk dolgozó hallgatóknak, hogy kutatásmódszertant tanuljanak, amihez idő kell. Az esetek többségében erre nincs lehetőség egy gyakorlatorientált, versenyszférában érdekelt csoportban. Itt is sok mindent lehet tanulni, de szerintem szükség van arra, hogy e tekintetben is választási lehetőséget biztosítsunk a hallgatóinknak. Mindezek mellett természetesen hálás lennék, ha egyszer valami olyat is adhatnék a világnak, ami a MOST-ban is kézzel fogható hasznot nyújt egyes embereknek.

Dr. Schuszter Gábor csapadékreakciók és különböző transzportfolyamatok egymásra hatását vizsgálja Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– A jelenlegi ösztöndíj milyen kutatásra és mennyi időre szól, mire lehet felhasználni?

– Az ösztöndíjat a maximális időtartamra, azaz három évre nyertem el. A pályázatban összesen két támogatott ciklusra van lehetőség, melyből nekem ez most az első. Amennyiben ezt megfelelő minőségben teljesítem, akkor lesz lehetőségem pályázni még egy alkalommal. Ez az ösztöndíj érdekes és kezdő kutatók számára kifejezetten hasznos konstrukció. A sikeres pályázáshoz előre biztosítottnak kell lennie a kutatási infrastruktúrának, mivel az ösztöndíj —szabad felhasználású— a gyakorlatban bérkiegészítést jelent, azaz műszer vagy vegyszerbeszerzésre nem optimális. A támogatott időszak keretében, ahogy már említettem, szilárd fémorganikus-hálózatok kémiai szintézisének reakciókinetikai vizsgálatát szeretném elvégezni, külön figyelmet szentelve a mágneses, illetve elektromos tér hatásának feltérképezésére és megértésére. A kutatáshoz szükséges felszerelések rendelkezésemre állnak az SZTE TTIK Nemlineáris Dinamika és Dinetika kutatócsoport vezetőinek köszönhetően.

Dr. Schuszter Gábor gyakorló keresztyén kutatóként a laborban Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– Hogyan lehet majd felhasználni a kutatás eredményeit? A hétköznapi emberek számára jelentkezik-e majd valamilyen formában a pozitív hatása?

– A támogatott pályázatban felvázolt kutatásnak közvetlen hasznosulását nem tartom valószínűnek. Ugyanakkor amennyiben sikerülne megmutatni a mágneses és/vagy elektromos tér hatását a kristályosításra, annak komoly gazdasági vonzatai is lehetnek hosszabb távon. A kémiai- és gyógyszeriparban nagyon sok terméket állítanak elő kristályosítással, ami oldatfázisból, vagy éppen olvadékból is történhet (pl. festékanyagok, katalizátorok, gyógyszerhatóanyagok). A legtöbb esetben meghatározó szerepe van a szilárd terméket alkotó részecskék méretének, alakjának, kristályszerkezetének. Azt remélem, hogy a megfelelő kinetikai ismeretek birtokában, nem-invazív külső erőterek alkalmazásával lehetőség nyílhat ezek magasabb szintű szabályozására.

Dr. Schuszter Gábor oktatás közben. A galéria a képre kattintva érhető el. Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– A Bolyai-ösztöndíj mellett van olyan korábbi kitüntetés vagy ösztöndíj, amire büszke?

– Társkutatóként részt vettem kutatási OTKA és M.ERA-net pályázatokban, illetve vezető kutatóként nyertem OTKA-PD és Tudományos Mecenatúra pályázatot. Természetesen jelenleg a hab a tortán az elnyert Bolyai János Kutatási Ösztöndíj. Mivel a munkám jelentős részét az oktatásra igyekszem fókuszálni, inkább ebben a tekintetben értem el eredményeket. Nagy örömömre szolgál, hogy az igyekezetemet a hallgatók jelentős része díjjazza, aminek három alkalommal a ,,legjobb gyakorlatvezető’’ (SZTE Gyógyszerésztudományi Kar) elismerés, illetve 2022-ben az ,,SZTE: Az év fiatal oktatója’’ kitüntetés keretében adtak hangot.

Kovács-Jerney Ádám

Borítókép: Szilárd fémorganikus-hálózatok kémiai szintézisének reakciókinetikai vizsgálatára nyert Bolyai-ösztöndíjat Dr. Schuszter Gábor Fotó: Kovács-Jerney Ádám