Tudi metamateriali se zgledujejo po naravi

Dr. Nejc Novak je docent na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru, kjer raziskovalno deluje v Laboratoriju za napredne inženirske simulacije in eksperimentiranje. Ob pedagoškem in raziskovalnem delu sodeluje pri več industrijskih projektih, v katerih z računalniškimi simulacijami razvijajo inovativne rešitve na področju konstruiranja in cestne varnosti.

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

Sicer ne najraje, ampak še vedno najpogosteje uporabljam osebni računalnik, kjer se pripravljajo vsi računalniški modeli, obdelujejo in analizirajo eksperimentalni podatki ter poteka znanstvena komunikacija. Z največjim veseljem sicer tudi primem v roke različno orodje pri eksperimentalnem testiranju, za kar mislim, da doda velik čar mojemu delu.

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

Moje raziskovalno področje je razvoj in karakterizacija modernih metamaterialov. Metamateriali so na splošno materiali, ki jih ni možno najti v naravi, a vseeno se, kot večina človeško ustvarjenih stvari, tudi metamateriali zgledujejo po naravi. Tipičen primer je zgradba kosti, lesa, čebeljega panja, pri katerih opazimo, da niso zgrajeni iz polnega materiala, ampak v materialu obstajajo porozna območja. S skrbnim načrtovanjem lahko materiale načrtujemo tako, da nam te praznine v materialu omogočijo izboljšanje mehanskih, toplotnih, optičnih in drugih lastnosti. Po načrtovanju in izdelavi je treba za uspešne aplikacije te materiale testirati pod različnimi obremenitvenimi pogoji. Ti zajemajo vse od zelo počasnega testiranja, kjer lahko potek deformiranja opazujemo s prostim očesom, pa do trkov ali celo eksplozijskega obremenjevanja, kjer dogajanje opazujemo s hitrimi kamerami.

Zakaj imate radi znanost?

Za znanost sem se nevede navdušil že v otroštvu, ko me je pritegnilo modelarstvo, v katero sem bil zelo aktivno, tudi tekmovalno, vpet več kot deset let. Znanost obožujem predvsem zato, ker na začetku raziskave ne veš, kam te bo zanesla pot in do kakšnih rezultatov bo privedla.

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Z razvojem modernih metamaterialov lahko zmanjšamo porabo osnovnih materialov in povečamo njihov izkoristek, izboljšamo varnost pri trkih ter ponudimo boljše rešitve na področju izmenjevalcev toplote in v medicini.

Kdaj ste vedeli, da boste raziskovalec?

Zaradi obilice obveznosti s športom v srednji šoli in na fakulteti nisem veliko razmišljal o tem, ampak sem bolj kot ne samo z velikim zanimanjem sledil podani snovi, predvsem na področju konstruiranja in računalniških simulacij. Ob zaključku študija se je ponudila priložnost za raziskovalno delo v laboratoriju, katerega član sem še zdaj, in vse ostalo je zgodovina.

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Ogromno se ukvarjam s športom, prednjačita kolesarstvo in tek, na urejenih in neurejenih podlagah, na ravnini in v hribih. To mi omogoča sprostitev po napornih delovnih dneh in uživanje v prelepi naravi.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Predvsem vztrajnost. Brez vztrajnosti in zaupanja v svoje delo po mojem mnenju raziskovalec ne more priti do rezultatov, ki bi si jih želel in s katerimi je zadovoljen.

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

Predvsem upam, da bo to odkritje oziroma razvoj zelenega vira energije, ki bo neodvisen od nesramno bogatih korporacij in dosegljiv vsem.

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

Ne. Mislim, da je nedopustno razmišljati o tem, ko pa živimo na najlepšem delu našega planeta, v majhnem raju pod Alpami, in mislim, da se tega premalo zavedamo.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

Če bi nam uspelo dovolj razviti in izboljšati tehnologijo pridobivanja in shranjevanja, bi stavil na vodik.

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

Ker se večinoma ukvarjam z mehaniko, ki še vedno temelji na njegovih zakonih, bi z veseljem poklepetal z Isaacom Newtonom. Fascinantno je predvsem to, kako so si znanstveniki v tistih časih vizualizirali in razumeli zelo kompleksne fizikalne pojave in jih potem nekako tudi matematično opisali.

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

Pri knjigah in filmih me privlačijo predvsem biografije, tako da bi izbral filma Teorija vsega in Igra imitacije, ki prikazujeta življenje in delo dveh izvrstnih znanstvenikov, Stephena Hawkinga in Alana Turinga.

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

Med drugim preučujemo materiale, ki imajo negativno Poissonovo razmerje, kar pomeni, da se pri raztegovanju prečno na smer obremenitve razširijo, česar ne moremo ravno pogosto opaziti v naravi. Vendar se na primer enako obnaša tudi naša ahilova tetiva, ob tem pa te metamateriale že danes najdemo v nekaterih športnih rekvizitih, od obutve, čelad do teniških loparjev.