Ko nevidno postane vidno

Dr. Andreja Jelen je samostojna strokovna raziskovalka na Odseku za fiziko trdne snovi na Inštitutu Jožef Stefan.

Predstavite nam instrument, ki ga najpogosteje ali najraje uporabljate pri delu.

Elektronski mikroskop. Pravzaprav različne vrste elektronskih mikroskopov, pri katerih namesto opazovanja snovi s svetlobo uporabimo osnovne delce elektrone, saj tako lahko dosežemo še večje povečave. Včasih v šali pravim, da nevidno postane vidno.

Kako bi povprečno razgledanemu v največ sto besedah razložili, kaj raziskujete?

Nove kompleksne materiale. Vzorce, ki nastanejo v njihovem nano- in mikrosvetu ter se v makrosvetu izražajo kot fizične lastnosti tega materiala. Temu pravimo mikrostruktura.

V zadnjem času raziskujem visokoentropijske kovinske zlitine, kjer dve izključujoči fizikalni karakteristiki soobstajata sočasno. Atomi so kemijsko neurejeni na urejeni kristalni mreži, torej red in nered sobivata, kot pri simbolu​ jin in jang. Po svoje združujemo nezdružljivo. Zaradi takšnih značilnosti potem novi materiali izražajo posebne lastnosti, kot sta supertihost v izmeničnih elektromagnetnih aplikacijah pri slišnih frekvencah, možnost magnetnega hlajenja itd.

Kot mikroskopistka pomagam razvozlati tudi vsakodnevna vprašanja, kot na primer, katere trdne snovi nam odstrani vodni filter, ali je velikost delcev v prahu res pod 50 mikrometrov, zakaj električni kontakti ne delujejo itd.

Zakaj imate radi znanost?

Pomaga nam najti odgovore in rešitve na naše izzive – kako je kaj sestavljeno, kako deluje oziroma zakaj ne. Življenje naj bi bilo potem lažje, lepše, bolj enostavno in v idealnem primeru tudi v sožitju z naravo. Je pa res, da en odgovor običajno sproži vsaj tri nova vprašanja.

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Marsikaj. Večjo svobodo. V znanju je moč. Šele ko razumemo problem – zakaj in kje je nastal, kako deluje, lahko začnemo iskati in tudi najdemo rešitve. Prevečkrat vidimo le posledice in rešujemo zgolj te, glavni vzrok pa je očem skrit. Dokler izvor težav ni odpravljen, ta še vedno deluje.

Mikroskopi nam pomagajo »videti« materiale, njihove pomanjkljivosti ter prednosti v različnih velikostnih nivojih, na različne načine (z različnimi detektorji raznih signalov) in tako videti na primer razpoke v vezju, ko sistem ne deluje. Ali pa kakšno mikrostrukturo ima kovinska zlitina, da ob uporabi izmeničnega toka ne oddaja nobenega motečega brnenja, je supertiha.

Eden takšnih primerov sta bila raziskava in testiranje zaščitnih mask pri pojavu covida. Ko še ni bilo dovolj zaščitnih mask niti za medicinsko osebje, smo preiskali, kako te delujejo, kako ne delujejo in kako jih je mogoče dezinficirati. Vse to smo posredovali tudi v javnost in upam, da je komu vsaj malce pomagalo ustrezno zaščititi sebe skozi tisti čas. Dobro je vedeti tudi, da je velikost oziroma majhnost virusa le tisočinko debeline našega lasu.

V materialih se pod mikroskopom pokažejo tudi zanimive oblike. FOTO: Andreja Jelen  

Kdaj ste vedeli, da boste raziskovalka?

Kot otrok nisem vedela, da se temu, ko se ves čas sprašuješ, kako, zakaj in kaj je to, ter iščeš odgovore, reče »raziskovalec«. To mi je pač bilo položeno v zibelko.

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Pravijo, da je zdrav duh v zdravem telesu, zato si prizadevam za ohranjanje in krepitev zdravja na več področjih. Na Odseku za fiziko trdne snovi IJS vodim in moderiram odsečne fizikalne seminarje. Uživam v ustvarjanju glasbe, predvsem s petjem v različnih vokalnih in instrumentalnih glasbenih sestavih. Igram klavir. Rada (so)ustvarjam in vodim dogodke ter kulturne prireditve. Po potrebi in ob naravnih nesrečah pomagam kot prostovoljka pri Rdečem križu in slovenski Karitas. Za vikend najraje skočim v naravo – tako po ravnem kot do najvišjih slovenskih vrhov. Seveda se potrudim preživeti kar največ kakovostnega časa z družino in prijatelji, ki se redno pritožujejo, da imam premalo časa zanje.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Posebna vrsta vedoželjne raziskovalne radovednosti – tista otroška, podkovana z vedenjem, znanjem in izkušnjami. Da se ideje prelevijo v realnost, je včasih kar mučno delo, pri katerem mnogi obupajo, zato potrebujemo tudi vztrajnost in potrpežljivost. Za piko na i dodajmo še dobre socialne veščine, saj so raziskave dostikrat delo (mednarodnih) skupin, kjer se srečajo različne kulture, vsaka s svojimi navadami in vrednotami.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

Na ljubezen – no, malo za hec, ampak to je edini vir, na katerega bi si upala staviti za prihodnost. Opozarjam, da je pri pridobivanju energije treba upoštevati tudi sestavo vseh materialov in izpustov, ki pri tem nastajajo. Modro bi bilo sočasno z gradnjo elektrarn in njihovih delov (na primer paneli za sončne elektrarne) narediti še načrt razgradnje oziroma reciklaže. Tako bi se lažje izognili kasnejšim težavam s čezmerno mikroplastiko in nanodelci v okolju.

Andreja Jelen FOTO: Marjan Verč  

Katero bo najbolj prelomno odkritje ali spoznanje v znanosti, ki bo spremenilo tok zgodovine v času vašega življenja?

Kar bomo ljudje uporabljali, bo obstalo; česar ne bomo uporabljali, pa bo počasi utonilo v pozabo. Eno od takšnih odkritij je elektrika, o kateri so znanstveniki rekli, da bo po enem mesecu pozabljena. Ljudje pa so spoznali njeno uporabnost na različnih področjih in zdaj si brez nje ne znamo več predstavljati življenja. Upam, da se bomo znali odločiti za pravo stvar, ki bo vzdrževala lepši svet tudi za naše zanamce. Zanimiva bi bila uporaba kvantnih pojavov.

Bi odpotovali na Mars, če bi se vam ponudila priložnost?

Včasih sem si to želela, zdaj pa se vse bolj zavedam, da mi je najlepše tukaj in zdaj.

S katerim znanstvenikom v vsej zgodovini človeštva bi šli na kavo?

Z Leonardom da Vincijem. Zato, ker je uspešno združeval pomembna življenjska področja: znanost, tisto pravo duhovnost in umetnost, kajti »umetnost brez znanosti je šepava, znanost brez umetnosti pa je slepa«.

Katero knjigo, film, predavanje, spletno stran s področja znanosti priporočate bralcu?

Film Varuhi formule (Verižna reakcija) režiserja Dragana Bjelogrlića, katerega del je bil posnet tudi v reaktorju v Podgorici.

Česa ne vemo o vašem področju, pa bi nas presenetilo?

Čim manjše stvari želimo gledati, tem večje mikroskope potrebujemo. Elektronski mikroskop je pravzaprav kompleksen stroj, ki lahko zavzame prostor dveh sob v širino in treh nadstropij v višino. Mikroskopi dandanes niso le aparature za približanje pogleda, ampak so pravi nanolaboratoriji. Nepogrešljiva je zmožnost detektorja, da lahko določimo natančno kemijsko sestavo našega trdnega vzorca. Z njimi lahko premikamo, povezujemo ali razdružujemo mikro- do nanomateriale ter izvajamo kemijske in fizikalne poskuse.