Seine Liebe zum Kaffee ist ebenso leidenschaftlich wie die zur Wissenschaft. Wenn Sie interessiert sind,  könnten Sie ihn auch evtl. in einem der vielen Cafés in Liberec antreffen. Dort und nicht nur da, probiert er gerne verschiedene  Kaffeesorten der ganzen Welt aus. Zu seinen Favoriten gehören Kaffees aus Panama, Osttimor oder Tansania. "Bei meiner Forschung, geht es um den Einsatz von Lasern zur Formung von Materie in der größenordnung von Nanoteilchen. Das kann man auch an der Kaffeebohne verdeutlichen. Die Methode der Laserfragmentierung, die ich dafür verwende, kann zum Beispiel auch für Cold Brew, also die kalte Kaffeezubereitung, verwendet werden", sagt Ondra von CXI TUL.

Müllmann, oder Präsident, oder Wissenschaftler?

Obwohl die Wissenschaft nun seine Leidenschaft ist, muss Ondras Reise dort nicht enden. "Ich wollte nicht nur in die Forschung gehen. Während der gesamten Schulzeit hörte ich oft, dass ich zu “ Matfyz oder Jaderka“ gehen soll um dort Professor zu werden. Letztendlich habe ich mich aber gegen die beiden Fakultäten entschieden. Stattdessen bewarb ich mich auf Empfehlung des Forschungsleiters für modulare Kernreaktoren in Řež für ein Studium der Nanotechnologie an der TUL, mit dem Gedanken, mich nach dem Studium in einem Unternehmen zu verankern und ein ruhiges nicht wissenschaftliches Leben zu führen. Aber der sehr gute Ruf der örtlichen Hochschulen hat mir bei meiner endgültigen Entscheidung für diese Universität geholfen", lacht Ondra. "Interessanterweise hat sich für mich immer wieder gezeigt, dass auch die scheinbar trivialsten Dinge ein guter Indikator sein können, um eine gute Entscheidung zu treffen."

In der fünften Klasse wählte er ein Gymnasium aus, wegen einer neuen Cafeteria, was sich aber letztendlich als die richtige Entscheidung herausstellte. Obwohl er zuerst die Schule nicht sonderlich mochte, änderte sich seine Einstellung allmählich. Als Kind wollte er Müllmann werden, und ein paar Monate später wollte er Präsident werden, vor allem, um die Schule ganz abwählen zu können. "Ich langweilte mich in der Schule, die Aufgaben nahmen meine Freizeit in Anspruch, also suchte ich den kürzesten Weg, sie zu lösen. Manchmal war ich eine ziemliche Nervensäge. Selbst die Lehrer erholten sich, wenn ich krank war", erinnert er sich. Schließlich entdeckte er jedoch seine Leidenschaft für die Bildung. Sein Fach wurde die Laser-Nanotechnologie, die es ihm ermöglichte, die Dinge mit anderen Augen zu sehen.

Laser-Synthese von Nanopartikeln

Anstatt Nanopartikel mit herkömmlichen nasschemischen Methoden herzustellen, bereitet er sie mit einem Laser vor. Warum ist das so? "Der Vorteil von laserpräparierten Nanopartikeln in Flüssigkeit liegt vor allem in ihrer atypischen inneren Struktur. Eine solche Struktur entsteht durch die extrem schnelle Abkühlung während der Präparation. Mit anderen Worten: Die vom Laser aus dem festen Material freigesetzten Nanopartikel nehmen zunächst die Form von heißen Kugeln aus flüssigem Metall an, die beim Kontakt mit der kalten Flüssigkeit extrem schnell abkühlen und erstarren. Aufgrund der Geschwindigkeit dieses Prozesses haben die Atome im Inneren der Nanopartikel nicht genug Zeit, um an Orte zu gelangen, an denen sie sich wohlfühlen würden, und erstarren stattdessen an Stellen, an denen wir sie nicht erwarten würden. Dadurch entstehen Defekte und Atomcluster, die ansonsten langfristig instabil sind. Dies verleiht den Nanopartikeln einzigartige Eigenschaften für eine Reihe von Anwendungen - insbesondere für die Katalyse. Wir nutzen diesen Vorteil, um Wasser von einer Vielzahl von Schadstoffen zu reinigen", erklärt Ondra, der den Einsatz von Laser-Nanopartikeln zur Reinigung von Wasser von Ölen, persistenten organischen Substanzen und Antibiotika demonstrierte.

Nanotechnologie für sauberes Wasser

Die Antibiotikakontamination von Wasser ist in den letzten Jahren zu einem viel diskutierten Problem geworden, weil sie die menschliche Gesundheit bedroht. Schätzungen zufolge ist allein die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen bereits für Hunderttausende von Todesfällen pro Jahr verantwortlich. Andere Prognosen warnen, dass die Resistenz bis 2050 bis zu 10 Millionen Todesfällen pro Jahr führen könnte.

Fachleute aus verschiedenen Disziplinen sind sich der Bedeutung der Lösung bewusst. Deshalb wird in der Tschechischen Republik eine spezielle Plattform CZEPAR (Czech Platform for Antibiotic Resistance) gegründet, der auch Ondra angehört, der sich mit der Reinigung des Wassers von Antibiotika befasst, die aufgrund ihrer chemischen Natur kompliziert ist. Hier kommen lasererzeugte Nanopartikel ins Spiel. Sie zerlegen Antibiotika in einfachere Substanzen. "Wir wollten den Prozess einfach halten, also haben wir spezielle Nanoblätter entwickelt, die Antibiotika mit sichtbarem Licht abbauen können, möglicherweise sehr gut mit Sonnenlicht." 

Durch den Einsatz von Nanolegierungen und Licht werden die Nachteile alternativer Methoden zur Wasserreinigung wie biologische Entfernung oder Adsorption überwunden. Der biologische Abbau ist oft wenig effizient, und bei der Adsorption besteht die Gefahr, dass die Antibiotika wieder freigesetzt werden, wenn sich die äußeren Bedingungen ändern. Bei Nanolegierungen gibt es diese Probleme nicht. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die Nanopartikel mit einem herkömmlichen Magneten zu manipulieren, so dass sie nach Abschluss des Prozesses leicht aus dem Wasser entfernt und anschließend wiederverwendet werden können. "Dadurch wird das paradoxe Szenario vermieden, dass zwar die Antibiotika aus dem Wasser entfernt wird, aber ein weiteres potenziell gefährliches Material hinzugefügt wird", fügt Ondra hinzu. "Obwohl das Forschungsprojekt erst am Anfang steht, zeigen die ersten Ergebnisse eine vielversprechende Richtung für die weitere Forschung. Wir arbeiten bereits an der Möglichkeit weiterer Verbesserungen", schließt er mit einem Hinweis auf eines seiner nächsten Projekte.

Chemie ohne Behälter

Neben der Anwendung von Nanopartikeln für die Wasserreinigung beschäftigt sich Ondra neuerdings auch mit der eigentlichen Verlagerung in Form der Laser-Nanotechnologie. Um mit Nanopartikeln zu arbeiten, verzichtet er auf herkömmliche Laborgeräte aus Glas und verwendet stattdessen einen Nanodrucker. Dieser Ansatz ermöglicht es ihm beispielsweise, komplexere Strukturen aus den Nanopartikeln selbst zu bauen. "Es ist erstaunlich, eine solche Struktur in Betrieb zu sehen. Ich sage gerne, dass der Laser ein Werkzeug ist, das die Chemie von ihrem Gütesiegel und den konventionellen Vorstellungen über ihre Möglichkeiten befreien kann", erklärt Ondra und fügt hinzu: "Wir haben oft sehr klare Vorstellungen über die Form von Feldern wie Chemie oder Physik. Doch die Vorstellung von Feldern, die nur in unseren Köpfen existiert, verändert sich allmählich. Das hat sich zum Beispiel bei der letzten Nobelpreisverleihung gezeigt, als zwei Preise auf das Thema künstliche Intelligenz fielen."

Lehre ist wichtig

Ondra hat eine Reihe von Auszeichnungen für seine Aktivitäten im akademischen Umfeld erhalten. Darunter sind drei angesehene Preise des Bildungsministers und zwei Auszeichnungen des IOP-Verlags. Er möchte jedoch nicht viel über die Auszeichnungen sprechen. Er genießt die Tätigkeiten als solche selbst. "Ich versuche sicherzustellen, dass alles, was ich tue, ein Element der Begeisterung enthält. Diese Begeisterung möchte ich an andere weitergeben, deshalb unterrichte ich gerne Studenten in Nanotechnologie und Bioengineering. Ich suche nach Möglichkeiten, den Unterricht für sie so zu gestalten, dass er nützlich ist, dass er Spaß macht und nicht alltäglich ist. Es ist großartig zu sehen, wie die Schüler Jahr für Jahr Fortschritte machen", sagt er und unterstreicht damit die Bedeutung der Ausbildung künftiger junger Wissenschaftler

Neue Herausforderung: Entwicklung einer neuen Nanotechnologie

Ondras Dissertationsverteidigung steht vor der Tür. Und was sind seine Zukunftspläne? "Ich habe das Angebot erhalten, einen Materialforschungskurs in Deutschland zu leiten. Ich weiß noch nicht, ob es wieder am Max-Planck-Institut sein wird, wo ich letztes Jahr gearbeitet habe, oder an einer der deutschen Universitäten. Es gibt jetzt eine Reihe von Verhandlungen mit Universitäten in der Exzellenzinitiative, die eine Art Pendant zur amerikanischen Ivy League ist. Gute Laboreinrichtungen, in denen Forschungsideen in die Realität umgesetzt werden können, sind von entscheidender Bedeutung. Wenn alles gut geht, würde ich gerne mit der Entwicklung einer neuen Art von Nanotechnologie beginnen", fügt er hinzu.