Jaroslav Heyrovský
O skutečném autorství mnoha objevů jsou spory nebo se o ně dělí několik vědců. K objevu magnetismu přispěl Faraday, Ampére, Oersted, Wollaston a další, ale první praktickou aplikaci – elektrické dynamo – vytvořil až několik desetiletí po objevu Siemens.
O objev diferenciálního a integrálního počtu se nepříliš vkusným způsobem přeli Newton a Leibnitz. Jaroslav Heyrovský má v tomto směru jednoduchou pozici – nikdo nemůže popřít, že je jediným objevitelem elektrolýzy se rtuťovou kapkovou elektrodou neboli polarografie, že svému objevu zasvětil celý svůj život, že vybudoval v našich podmínkách vědeckou školu nebývalých rozměrů, a že byl plným právem vyznamenán Nobelovou cenou.
Jaroslav Heyrovský se narodil 20.prosince 1890 v Praze. Jeho otec, oba dědové i bratr byli právníci. Otec Leopold byl dokonce vynikající právník: byl profesorem římského práva na Karlově univerzitě a po jejím rozdělení na českou a německou se stal rektorem české univerzity. Už od dětství se Heyrovský se svým bratrem zajímali o přírodní vědy. Sbírali zkameněliny, dělali chemické pokusy a s vyřazenou rentgenovou lampou pořizovali snímky ruky nebo žáby. Tyto snímky pak posílali přátelům jako novoroční pozdravy.
Jaroslav Heyrovský studoval na akademickém gymnáziu a ve vyšších třídách se zajímal hlavně o chemii, fyziku a matematiku. V poslední třídě gymnázia byl jeho spolužákem Karel Čapek. Vzpomínal na něj jako na tichého mládence, který nevěnoval příliš pozornost výkladům profesorů, ale místo toho četl pod lavicí literaturu, která ho zajímala.
Otec podporoval zájem syna o přírodní vědy a nelitoval nákladů, aby ho mohl v roce 1910 vyslat po dvou semestrech na pražské filozofické fakultě ( do roku 1921 tam patřily i přírodní vědy) na studium na University College, součást londýnské univerzity. Tam se chtěl věnovat fyzikální chemii, která u nám do té doby neměla žádného aspoň trochu významného představitele.
Zpočátku ho upoutaly přednášky Williama Ramsaye, objevitele vzácných čili inertních plynů (hélium, neón, argon, krypton, xenon), a není vyloučeno, že by se jeho životní dráha zaměřila zcela jinak, kdyby Ramsay neodešel na odpočinek a jeho nástupcem se nestal elektrochemik Frederick G. Donnan. Je znám především biologům, protože odvodil vztah, který se užívá pro vysvětlení některých elektrických jevů na buněčných membránách. Zabýval se však i elektrochemickými problémy, například elektrochemií aluminia. A to byl také Heyrovského úkol, když po získání bakalářské hodnosti začal v roce 1913 „postgraduální“ studium v Donnanově laboratoři. Současně se stal demonstrátorem (což je v Anglii označení pedagogického asistenta) .
Studium galvanických článků, v nichž byl jako jedna elektroda hliník, bylo velmi obtížné. Vlastnosti hliníkové elektrody komplikuje to, že kovový hliník je pokryt vrstvou oxidu hlinitého, z něhož se i v mírně kyselém prostředí vylučuje vodík. Složitost úkolu otevřela Heyrovskému řadu základních vědeckých problémů, jako je například povaha chemické slučivosti, mechanismus vylučování vodíku na elektrodách, povaha roztoků elektrolytů atd.
O prázdninách roku 1914 zastihla Heyrovského v Praze válka. Protože nevynikal tělesnou silou, narukoval ke zdravotníkům. Při pobytu v nemocničních laboratořích v Táboře a hlavně v Iglsu v Tyrolích si našel čas, aby si mimo jiné zpracovával výsledky získané v Anglii a dělal jednoduché pokusy. V roce 1918 všechno sepsal do disertační práce. Aby dostal hodnost doktora filozofie, musel se Heyrovský podrobit přísné zkoušce. Zkoušejícími byli dva slavní čeští přírodovědci. Bohuslav Brauner ( 1855 – 1935) byl světoznámý odborník v chemii vzácných zemin a hlavní propagátor periodického systému svého přítele Dmitrije Mendělejevia. Fyzik Bohumil Kučera ( 1874 – 1921) měl vynikající práce v oboru rozptylu alfa částic vznikajících při radioaktivním rozpadu a roku 1903 objevil rtuťovou kapkovou elektrodu, kterou měřil povrchové napětí rtuti. Jelikož tento jev hrál rozhodující roli při Heyrovského cestě k objevu, řekněme si o něm poněkud více. Povrchové napětí je síla působící na povrchu kapaliny a způsobující, že například kapalina vytváří kapky a nerozteče se stejnoměrně. U rtuti závisí tato síla na napětí galvanického článku, v němž je jedna elektroda rtuťová. Tento jev zkoumala řada badatelů od druhé poloviny minulého století, zvláště Francouzi Lippmann a Gouy. Kučerova metoda rtuťové kapkové elektrody však poskytovala v některých případech výsledky odlišné od měření francouzských badatelů. A právě na tento bod se narazilo při Heyrovského zkoušce. V tomto okamžiku si prý profesor Brauner zapálil doutník a řekl: „ To by mohl rozluštit fyzikální chemik“. Fyzikální chemik – novopečený doktor Heyrovský – se vydal z univerzitního chemického ústavu po albertovských schodech nahoru do fyzikálního ústavu. Začal měřit povrchové napětí rtuti metodou vážení kapek, pak měřil dobu trvání kapky, což bylo jednodušší. Kdyby mu člověk mohl poradit na základě nynějších vědomostí, rozhodně by mu to rozmluvil. Kučerův problém nestál za tři léta úsilí. Heyrovský nedělal však jen tuto práci – byl asistentem prof. Braunera a v roce 1920 se habilitoval.
O rok později se začal zabývat myšlenkou, že by měl zkusit měřit elektrický proud, který prochází článkem s rtuťovou elektrodou, mění-li se vnější napětí. Zkusil to na Nový rok 1922, ale nevedlo to k ničemu, pro měření proudu měl málo citlivý galvanometr. Teprve koncem ledna získal citlivější, a hle, 10. února 1922 dostal Heyrovský krásné křivky závislosti proudu na napětí ! Uvědomil si, že udělal významný objev, že objevil elektrolýzu kapkovou elektrodou. V příštích dnech, týdnech a měsících, bez ohledu na neděle, začal svůj objev propracovávat. Nakonec sepsal výsledky do publikace, která vyšla v říjnovém čísle Chemických listů a v anglické a francouzské verzi ve významných zahraničních časopisech.
Na podzim začal pracovat se skupinou vědců, kteří se zabývali rozvíjením jeho objevu. Mladým badatelům nechybělo nadšení a práce šla rychle kupředu. Závažný pokrok představoval v roce 1924 objev schodovitého průběhu závislosti elektrický proud – napětí (tzv. vlny) v případě že v elektrolyzovaném roztoku je příměs látky reagující na elektrodu. Výška tohoto schodu je přímo úměrná koncentraci této příměsí, což je základem použití Heyrovského metody při chemických rozborech. V roce 1925 sestrojil Heyrovský spolu se svým japonským spolupracovníkem M.Shikatou přístroj na automatickou registraci závislosti proud – potenciál. Nazval jej polarograf a elektrolýzu se rtuťovou kapkovou elektrodou přejmenoval na polarografii.
Heyrovský získal další a další spolupracovníky, byl vynikající organizátor týmové práce, jednotlivá témata pokrývala rozsáhlé pole rozmanitých reakcí, které na rtuťové kapkové elektrodě probíhají. Svým spolupracovníkům doporučoval, aby se soustředili na jádro řešeného problému a nezabývali se nepodstatnými podrobnostmi, aby nebyli „detailisty“. Když se získal nějaký významnější výsledek, doporučoval, aby se co nejdřív uveřejnil.Na zdech jeho ústavu viselo heslo připisované velkému anglickému přírodovědci M. Faradayovi :“Pracuj, ukonči, uveřejni !“. Dbal i o společenský život ve svém týmu – koncem roku se pořádaly večírky s vuřty a pivem, v létě výlety provázené fotbalovým zápasem (Heyrovský chytával v brance). K svým spolupracovníkům stejně jako ke studentům se choval demokraticky, ale sarkasticky stíhal různé nepořádky.
Jeho spolupracovníci vytvořili československou fyzikální chemii. V roce 1928 přišel do jeho laboratoře mladý student R. Brdička (1906-1970). Heyrovský záhy poznal jeho talent a udělal ho svým asistentem. Brdička ( od roku 1952 akademik) se soustředil na biologické aplikace polarografie ( dnes bychom řekli bioelektrochemie) a se svými spolupracovníky objevil originální metodu měření velmi rychlých chemických reakcí. Jiný významný spolupracovník D. Ilkovič (1907-1980) odvodil v roce 1934 matematický výraz pro velikost polarografické vlny. Po Mendlových zákonech je to ve světové literatuře nejcitovanější kvantitativní vztah odvozený československým vědcem. Mezi Heyrovského zahraniční spolupracovníky patří Polák W. Krmila a Ital O.Semerano, kteří doma založili polarografické vědecké školy.
Pro propagaci polarografie v zahraničí měly velký význam Heyrovského cesty do ciziny. V roce 1933 pracoval jako hostující profesor na kalifornské univerzitě v Berkleley a navštívil řadu dalších amerických univerzit. Systém a smysl pro organizaci v americké vědě na něj udělaly silný dojem. Následujícího roku se účastnil Mendělejevského sjezdu v Leningradě, uspořádaného na paměť 100.výročí narození tohoto ruského učence. Navštívil také Moskvu, Charkov a Dněprostroj. Postavení sovětských vědců ve společnosti a perspektivy sovětské vědy ho vedly k tomu, že při jedné přednášce pro veřejnost řekl:“ Budeme-li chtít udržet krok se světovým vývojem vědy, musíme se do pěti let naučit rusky.“
Potřeba rychlých automatických metod v průmyslu vedla k prudkému růstu zájmu o polarografii, která se po válce zařadila mezi pět nejužívanějších fyzikálních metod v analytické chemii. Její postavení se časem horšilo a zase lepšilo. V současné době se zdokonalené verze polarografie používají hlavně při rozborech vzorků ze životního prostředí. Polarografie se stala běžnou laboratorní metodou při výzkumu chemické reaktivity a způsobila převrat v celé elektrochemii.
Heyrovský se ze všech sil snažil o vybudování své školy a o proniknutí nové metody do světa. V jedenatřiceti letech se stal mimořádným a v pětatřiceti letech řádným profesorem. Na přírodovědecké fakultě se mu, zřejmě především ze závistí, snažila malá skupina profesorů házet klacky pod nohy ( jak před válkou, tak po válce), ale i to Heyrovský vždy překonal. Naše společnost mu splnila jeho dávný sen – v roce 1950 vznikl samostatný Polarografický ústav (dnešní Ústav fyzikální chemie a elektrochemie J.Heyrovského ČSAV).
Když v roce 1958 požádal Nobelův výbor příslušné vědce z vysokých škol o návrh na udělení Nobelovy ceny za chemii, navrhli všichni jednomyslně J. Heyrovského. Byl na ni navrhován již delší dobu, ale jeho životní dráha vyvrcholila až 12. prosince 1959, kdy mu švédský král Gustav Adolf VI. Udělil ve Stockholmu toto vysoké vědecké vyznamenání.
Jan Kareta
