Americkou firmu Gilead Sciences a jejího viceprezidenta, Čecha Tomáše Cihláře zná dnes díky experimentálnímu léku Remdesivir celé Česko. Má se za to, že toto antivirotikum dokáže zastavit množení koronaviru. Ve Spojených státech nyní boduje v rámci boje s pandemií i další český vědec, Jan Procházka.

Jeho firma Advanced Materials JTJ vyvinula speciální nátěry zdí, které dokáží likvidovat bakterie i viry. S Janem Procházkou jsme mluvili i o dalších možnostech, jak nanotechnologie mohou v boji s infekčními chorobami v budoucnu účinně pomoct.

Vašimi speciálními nátěry je vymalovaná česká ambasáda ve Washingtonu. V rámci zvýšení bezpečnosti před nákazou koronavirem se ji chystá použít i český konzulát v Los Angeles, natřená je i budova letiště v Las Vegas. V čem spočívá ta ochranná funkce před viry? 

Jde o fotokatalytický nátěr. Ten obsahuje krystalky oxidu titaničitého, které se při dopadu světla aktivují. Na viry a bakterie v podstatě působí jako horká plotýnka. Viry po styku s nátěrem “uhoří”. Představte si, že vir dopadne na zeď. Má nějakou šroubovici s ribonukleovou kyselinou a nějaké vazby. A nátěr s oxidem titaničitým mu z té vazby vytrhne elektron. Vazbu tak zničí, na konce se naváže kyslík a vir jakoby shoří, lépe řečeno zoxiduje. Děj na povrchu krystalků se dá přirovnat k horké plotýnce, která má 30 000 stupňů Celsia, což je pětkrát víc, než je teplota slunce. Vše se ale samozřejmě odehrává při pokojové teplotě.

My jsme ten nátěr původně vyvinuli pro alergiky, protože likviduje toxiny, alergeny, pachy. Postupně jsme ale začali využívat i jeho antibakteriální funkce. Neměli jsme na mysli ani tak pandemii, jakou zažíváme teď, spíše jsme přemýšleli nad využitím v nemocnicích nebo například při teroristických útocích.

Jak to myslíte?

To, že by dnes někdo propašoval do strategické budovy bombu, je v podstatě nemyslitelné. Biologickou kontaminaci, to, co dnes víceméně zažíváme s koronavirem, si ale umíme představit. Nebo použití bojového plynu. Biologický nebo chemický útok vám zcela zamoří prostředí a následuje velmi pracná a riziková dekontaminace.

Jenže v případě, že máte zdi natřené fotokatalytickým nátěrem, nemusíte díky oxidačnímu efektu dělat nic. Pokud by takový útok nastal a pokud máte zapnutá světla nebo venku vyjde slunce, do dvou hodin se vše samo dekontaminuje.

Když to tedy laicky shrnu. Existuje nátěr, kterým se vymaluje zeď a ve chvíli, kdy na ni dopadne bakterie nebo vir, tak ho zeď sama zničí. K tomu ale potřebuje světlo. Pouze denní nebo stačí i umělé? Protože to právě například v nemocnicích nebo letištních prostorách může být problém.

Denní světlo je ideální. Obsahuje totiž vysoký podíl UV záření. Maximum účinnosti je ale při 365 nanometrech, což jsou například diskosvětla. Dnes je navíc obří výběr světel, včetně LED světel, takže nasvítit prostor není problém. Spotřeba je okolo 0,1 wattu na metr čtvereční.

Musí se pak zdi umývat? Nebo jde o samočistící mechanismus? A je potvrzené, že látky obsažené v nátěru jsou skutečně zdraví nezávadné?

Nátěry jsme vymysleli před 13 lety. Máme na ně desítky studií a akreditovaných testů, které prokazují naprostou zdravotní nezávadnost. Co se týká čištění, nátěr je samočistící. Virus, který na něj dopadne, se postupně rozloží až na molekuly vody, CO2 a dalších oxidačních produktů. Takže vy zcela ekologickým způsobem zmineralizujete virus, který zkrátka zmizí a nátěr se od něj vyčistí. Omyvatelné to není, což je ale záměr.

Nátěr funguje jako labyrint pórů. Když do něj vstoupí jakýkoliv mikroorganismus, nemá tam co jíst a je zcela izolován, takže se nemůže množit. Ve chvíli, kdy zapnete světlo, tak viru odpálíte funkční skupiny a ten je okamžitě deaktivován. Protože už s odpálením první skupiny mu zničíte klíč.

Zjednodušeně, virus je genetická informace, která je klíčem k proniknutí do buňky. Představy, že i když je virus tak malá věc, jako 40 nanometrů, že si může cestovat, kam chce, tak to vůbec není. Když viru zničíte klíč, je s ním konec, a to se děje okamžitě po dotyku s nátěrem. Podle studií Státního zdravotního ústavu je virus deaktivován v řádu minut a zcela zničen od jedné do šesti hodin.

To ale asi záleží i na velikosti místnosti, předpokládám…

Čím menší objekt, tím rychleji se škodlivá látka odbourává. Když máte spóru, tak k jejímu zničení potřebujete několik hodin. Když jde o bakterii, která je menší, tak na její zničení potřebujete cca dvě hodiny, včetně resistentních kmenů stafylokoka, který působí velké potíže v nemocnicích. Podle údajů Zdravotnického deníku na něj ročně v České republice zemře až deset tisíc pacientů.

Když máte menší objekt a přicházejí tam viry, které jsou ještě menší, od 20-150 nanometrů, tak ty se odbourávají nejrychleji, pak jsou tedy ještě molekuly, které jdou extrémně rychle.

Jak jste na to celé vlastně přišel?

Já jsem věděl, jak funguje oxid titaničitý. Používá se jako bílý pigment, jako pigment do potravin. Pro jednu australskou těžařskou firmu jsem zkoumal, jak na oxid titaničitý zprocesovat rudu. Jeho výhoda spočívá v tom, že je zcela inertní. Je to látka, která nemá žádnou chemickou aktivitu ani toxicitu. Nemůžete ho v ničem rozpustit, kromě horké kyseliny sírové. Na druhou stranu ho ale nemůžete ničím přilepit, nedrží na žádném povrchu. Když ho obalíte, zničíte jeho efekt.

Naše patenty nejsou o tom, že bychom vymysleli fotokatalýzu, to je dokonale popsaný jev. Problém, ale byl, jak ho dostat do produktu. Velké firmy používají buď silikát, který prakticky zničí efekt oxidu titaničitého. Silikony ho zas obalí. Nám se podařilo nakonec najít anorganické pojivo, které oxid titaničitý nesežere, ani se jím neobalí. Takže zatímco všichni mají oxid titaničitý obalený pojivem, my máme opak. Pojivo obalené oxidem titaničitým.

Denně jsem koukal na zprávy univerzit, které ho pro nás testovaly v USA, a srovnával výsledky. Oči mi ale otevřel až jednoduchý pokus. Doma jsem měl sklenici barvy namíchanou s oxidem titaničitým. Máma se mě ptala, co mám v té sklenici za mléko, tak jsem říkal, že jí to ukážu. Zrovna vařila. Já natřel půlku stropu v kuchyni a ukázalo se, že pach z vaření zmizel. Koukal jsem na to a říkám si: Tohle je přeci využitelná vlastnost.

V práci jsem se o našem objevu bavili pořád v teoretické rovině, neviděl jsem ten praktický dopad. Až to vymalování při vaření mi otevřelo oči. Můj otec byl silný kuřák a když jsem nátěrem vymaloval byt, zmizel i pach z cigaret.

Jak by teď vaše poznatky mohly pomoct v boji s koronavirem?

Když jsme zjistili antibakteriální vlastnosti nátěru, uvažovali jsme, že by to bylo ideální opatření pro onkologické pacienty. Když to ale vztáhnu na koronavirus, řada lidí se nakazí koronavirem až v nemocnici. My už teď víme z výzkumu ve školkách, které naše nátěry používaly, a opakovaně se tam dělaly studie, že riziko snížení nákazy je o 30-70%. Kapénkový přenos je tím eliminován. Ze zdí se nic nedostává do prostředí a čistí to vzduch. Takže rozhodně tento inteligentní nátěr funguje jako preventivní opatření do veřejných prostor, nemocnic, ale i na fasády domů.

Nabídli jste vaše poznatky vládě? Krizovému štábu?

Naše firma je členem Nanoasociace. Připravujeme pro vládu systém preventivních opatření, aby k podobné pandemii už nemohlo dojít, to znamená, aby se snížilo riziko infekce v rámci veřejných prostor. Nanotechnologie, které v České republice byly vyvinuty, jsou tu vyráběny i odsud exportovány, jsou schopné docílit téměř úplné bezpečnosti.

Problém vidím v tom, že vláda nemá v nano oboru žádné odborníky a nejsou tudíž schopni systém opatření na této nano úrovni sami navrhnout. Řeší věci spíše starým, chemickým způsobem. Jako v Číně, kde mašiny chrlí mraky biocidních látek, aniž ale řeší, že to zároveň likviduje lidi. Skutečně těžko říct, co lidem ublíží víc, jestli virus, nebo ta chemie. Protože chemie zlikviduje viry krátkodobě, ve chvíli, kdy se odpaří, tak už sama kontaminuje vzduch a dělá ho nebezpečným.

Dobře, jaká opatření tedy navrhujete vy?

Spojení několika věcí. Ten nátěr – to je klidová prevence. Zlepší se kvalita vzduchu, prostředí, sníží se riziko nákazy přibližně na 50%. A když je podezření, že se něco děje, tak zapnete ještě UVC světlo – germicidní zářivky. To zlikviduje všechny viry ve vzduchu a nátěr zas ty na stěnách. Zároveň tvrdé UVC záření nátěr absorbuje, zvyšuje se tak jeho účinnost a zabraňuje v odrazu zpět na lidi. K tomu rozdáte nanorespirátory, které se také v Česku vyrábějí a mají trojkovou až čtyřkovou účinnost. Nikoliv jedničky a dvojky, co se vozí z Číny. Zkrátka to, co potřebují v nemocnicích, aby se personál nenakazil.

V menším, tedy i v rámci domova, se dá takto zařídit jedna karanténní místnost. Ta se natře, nemocný se tam zavře, vymarodí se a nehrozí, že viry zůstávají v prostoru. Nehrozí kapénková nákaza, pokud na vás vyloženě nemocný přímo neprskne. Může se přidat ještě fotokatalyktická čistička vzduchu, která se u nás také vyrábí.

Vládě navrhujeme nátěr v základním řešení jako preventivní ochranu zdraví. Kombinaci nátěru, UVC světel a nanorespirátorů jako krizové řešení, kde se sníží riziko nákazy až stonásobně. Je to účinné a v podstatě levné řešení proti ohromným ekonomickým ztrátám, které pandemií vznikly. Navíc, na rozdíl od chemických přípravků je efekt fotokatalytického nátěru nevyčerpatelný. I kdyby nemocnice teď natřely narychlo, provizorně, tak minimálně pro zdravotníky to významně sníží riziko přenosu infekcí.

Vláda na vaše návrhy už nějak reagovala?

Zatím ne. Dodali jsme jí komplet návrh opatření minulý týden. Oni řekli, že to předají k posouzení krizovému štábu. Z měření, která už v minulosti probíhala, ve školkách vymalovaných fotokatalytickým nátěrem, jasně vyplývá, že to pomohlo významně.

Jak?

Paní ředitelky uváděly, že děti nemarodí, a to ani uprostřed chřipkové sezóny. Když srovnaly třídu, která byla natřená, a ostatní, které nátěr neměly, tak byl prý rozdíl zásadní. Státní zdravotní ústav ale tyto závěry napadl, že jsou to subjektivní hodnocení, takže jsme začali dělat každé tři měsíce pravidelné testy. Teď už máme osm let kontinuálních testů, které jasně ukazují, že na zdech ošetřených nátěrem není nic, na zdech neošetřených jsou stovky mikrobů.

Technický a zkušební ústav stavební Praha i Státní zdravotní ústav potvrdily bezpečnost této technologie, včetně faktu, že obsah oxidu titaničitého ve vzduchu ošetřených místností nepřekračuje jeho koncentraci v pozadí. Faktem je, že zatímco v zahraničí se náš objev uchytil dobře, v Česku jsme byli kvůli obstrukcím hodně zpomaleni. Už tu mohlo být mnohem bezpečnější prostředí. My uděláme maximum, aby se tak stalo.

Ing. Jan Procházka, Ph.D.

V roce 1987 odešel do Německa, kde pracoval pro armádu, dělal číšníka, kuchaře i myl nádobí. Po dvou letech odletěl do Ameriky, kde bez znalosti angličtiny začínal opět od nuly. V roce 1998 byl u začátku výzkumu anorganických nanomateriálů ve výzkumném centru jedné z největších těžebních společnosti – BHP Minerals. Zpátky do České repybliky se vrátil v roce 2005, aby si dodělal doktorát. Tehdy přišel s prvním převratným nápadem fotokatalytických nátěrů. Je také vynálezcem chytrých 3D baterií HE3DA.