udelili "nobelovku" za chémiu. Rovnkao ako pri cene za fyziku, aj cena za chémiu bola udelená za objavy, ktoré majú široké praktické využitie. Tohtoročnú Nobelovu cenu za chémiu udelila Kráľovská švédska akadémia vied Gerhardovi Ertlovi, a to za jeho výskum chemických procesov na povrchoch tuhých látok. Ertl sa narodil 10. októbra 1936 v Bad Cannstadte a v deň udelenia Nobelovej ceny mal presne 71 rokov. V rokoch 1986 až 2004 bol Ertl vedúcim oddelenia fyzikálnej chémie Ústavu Fritza Habera Spoločnosti Maxa Plancka, dnes je v tomto ústave emeritným profesorom. Ertl získal počas svoje dlhej a plodnej vedeckej dráhy množstvo ocenení, medzi ktorými nechýba ani Zlatá medaila Slovenskej chemickej spoločnosti, udelená tohto roku. Nobelovu cenu dostal Ertl za zásadné poznatky v oblasti chémie povrchov. Táto oblasť je mimoriadne dôležitá pre prax, pretože umožňuje pochopiť priebeh mnohých procesov a odpovedať na mnohé otázky. Chémia povrchov prináša vysvetľuje také javy, akými sú napríklad hrdzavenie železných či oceľových predmetov, činnosť palivových článkov či katalyzátorov v našich autách. Chemické reakcie na katalytických povrchoch hrajú kľúčovú úlohu v mnohých priemyselných operáciách, a to napríklad pri výrobe umelých hnojív. Chémia povrchov je dokonca schopná vysvetliť deštrukciu ozónovej vrstvy, pretože kľúčové javy týchto deštrukčnch procesov prebiehajú na povrchu malých kryštálov ľadu v stratosfére. Aj priemysel výroby polovodičov závisí na poznatkoch chémie povrchov. Moderná chémia povrchov sa vynorila v 60. rokoch minulého storočia, a to vďaka vákuovým technológiám, vyvinutým pre priemysel polovodičov. Tohtoročný nositeľ Nobelovej ceny za chémiu bol jedným z prvých, ktorí si uvedomili potenciál týchto nových technológií. Ertl položil metodologické základy celej jednej novej oblasti výskumu. Veľká spoľahlivosť Ertlových výsledkov je dôsledkom jeho mimoriadnej precíznosti pri experimentálnej práci a výbere najvhodnejších experimentálnych metód.
Objavy majú veľký praktický význam
Ertl najprv študoval správanie sa vodíka na povrchu kovov. Možno spomenúť aspoň dve oblasti, v ktorých je správanie sa vodíka na povrchu tuhej látky dôležité. Vodík možno produkovať na jednej z elektród elektrochemického solárneho článku a potom ho možno použiť pri reverznej reakcii na generovanie elektrickej energie v palivovom článku. Neskôr sa Ertl venoval štúdiu Haberovho-Boschovho procesu, ktorý je základným krokom pri výrobe umelých hnojív. Pri tomto procese reaguje dusík zo vzduchu s vodíkom, pričom vzniká čpavok. Táto reakcia si však vyžaduje katalyzátor, ktorým je jemný železný prášok s práve tu hrá úlohu chémia povrchov. Povrch jemných železných častíc slúži ako akási "podpora" pri spomenutej reakcii. Ertl sa pokúsil zistiť, ktorý krok v celej reakcii prebieha najpomalšie. Kvôli zefektívneniu celého procesu treba totiž zrýchliť práve najpomalší krok. Po dôkladnom a experimentálne zložitom štúdiu Ertl zistil, že týmto najpomalším krokom celého Haberovho-Boschovho procesu je štiepenie molekuly dusíka na atómy dusíka. Ertl tak vysvetlil, prečo pridanie draslíka ku katalyzátoru celý proces zrýchľuje (draslík urýchľuje štiepenie dusíkových molekúl). Pretože všetky ostatné kroky Haberovho-Boschovho procesu prebehnú extrémne rýchlo, nedajú sa bežným spôsobom samostatne skúmať. Ertl ale vymyslel "fintu", ktorá to umožnila pretože spomenutá reakcia je reverzibilná, skúmal je takpovediac pospiatky, pričom sa mu podarilo preskúmať jednotlivé jej kroky. Reakcie na povrchu tuhej látky majú veľký význam aj v katalyzátoroch výfukových plynov, ktorými sú vystrojené už prakticky všetky automobily. Jednou z úloh takéhoto katalyzátora je premena (v podstate oxidácia) smrteľne jedovatého kysličníka uhoľnatého na kysličník uhličitý. Ertlov dôkladný a precízny výskum aj tu umožnil odhaliť "finesy" zdanlivo jednoduchej reakcie. Poznatky, ku ktorým Ertl dospel, umožnili vyrábať efektívnejšie katalyzátory. Ertlove výskumy prispeli aj k bližšiemu pochopeniu procesov, prebiehajúcich pri povrchovom hrdzavení oceľových a iných kovových predmetov. Výsledky jeho výskumu umožnili zlepšiť protikoróznu ochranu a zmierniť tak obrovské škody, ktoré korózia spôsobuje. Obrázok schematicky približuje oblasti, v ktorých zohráva významnú úlohu chémia povrchov.
Autor: rm
Najdôležitejšie správy z východu Slovenska čítajte na Korzar.sme.sk.
