Jaroslav Heyrovský
O skuteèném autorství mnoha objevù jsou spory nebo se o nì dìlí nìkolik vìdcù. K objevu magnetismu pøispìl Faraday, Ampére, Oersted, Wollaston a další, ale první praktickou aplikaci – elektrické dynamo – vytvoøil a¾ nìkolik desetiletí po objevu Siemens.
O objev diferenciálního a integrálního poètu se nepøíliš vkusným zpùsobem pøeli Newton a Leibnitz. Jaroslav Heyrovský má v tomto smìru jednoduchou pozici – nikdo nemù¾e popøít, ¾e je jediným objevitelem elektrolýzy se rtu»ovou kapkovou elektrodou neboli polarografie, ¾e svému objevu zasvìtil celý svùj ¾ivot, ¾e vybudoval v našich podmínkách vìdeckou školu nebývalých rozmìrù, a ¾e byl plným právem vyznamenán Nobelovou cenou.
Jaroslav Heyrovský se narodil 20.prosince 1890 v Praze. Jeho otec, oba dìdové i bratr byli právníci. Otec Leopold byl dokonce vynikající právník: byl profesorem øímského práva na Karlovì univerzitì a po jejím rozdìlení na èeskou a nìmeckou se stal rektorem èeské univerzity. U¾ od dìtství se Heyrovský se svým bratrem zajímali o pøírodní vìdy. Sbírali zkamenìliny, dìlali chemické pokusy a s vyøazenou rentgenovou lampou poøizovali snímky ruky nebo ¾áby. Tyto snímky pak posílali pøátelùm jako novoroèní pozdravy.
Jaroslav Heyrovský studoval na akademickém gymnáziu a ve vyšších tøídách se zajímal hlavnì o chemii, fyziku a matematiku. V poslední tøídì gymnázia byl jeho spolu¾ákem Karel Èapek. Vzpomínal na nìj jako na tichého mládence, který nevìnoval pøíliš pozornost výkladùm profesorù, ale místo toho èetl pod lavicí literaturu, která ho zajímala.
Otec podporoval zájem syna o pøírodní vìdy a nelitoval nákladù, aby ho mohl v roce 1910 vyslat po dvou semestrech na pra¾ské filozofické fakultì ( do roku 1921 tam patøily i pøírodní vìdy) na studium na University College, souèást londýnské univerzity. Tam se chtìl vìnovat fyzikální chemii, která u nám do té doby nemìla ¾ádného aspoò trochu významného pøedstavitele.
Zpoèátku ho upoutaly pøednášky Williama Ramsaye, objevitele vzácných èili inertních plynù (hélium, neón, argon, krypton, xenon), a není vylouèeno, ¾e by se jeho ¾ivotní dráha zamìøila zcela jinak, kdyby Ramsay neodešel na odpoèinek a jeho nástupcem se nestal elektrochemik Frederick G. Donnan. Je znám pøedevším biologùm, proto¾e odvodil vztah, který se u¾ívá pro vysvìtlení nìkterých elektrických jevù na bunìèných membránách. Zabýval se však i elektrochemickými problémy, napøíklad elektrochemií aluminia. A to byl také Heyrovského úkol, kdy¾ po získání bakaláøské hodnosti zaèal v roce 1913 „postgraduální“ studium v Donnanovì laboratoøi. Souèasnì se stal demonstrátorem (co¾ je v Anglii oznaèení pedagogického asistenta) .
Studium galvanických èlánkù, v nich¾ byl jako jedna elektroda hliník, bylo velmi obtí¾né. Vlastnosti hliníkové elektrody komplikuje to, ¾e kovový hliník je pokryt vrstvou oxidu hlinitého, z nìho¾ se i v mírnì kyselém prostøedí vyluèuje vodík. Slo¾itost úkolu otevøela Heyrovskému øadu základních vìdeckých problémù, jako je napøíklad povaha chemické sluèivosti, mechanismus vyluèování vodíku na elektrodách, povaha roztokù elektrolytù atd.
O prázdninách roku 1914 zastihla Heyrovského v Praze válka. Proto¾e nevynikal tìlesnou silou, narukoval ke zdravotníkùm. Pøi pobytu v nemocnièních laboratoøích v Táboøe a hlavnì v Iglsu v Tyrolích si našel èas, aby si mimo jiné zpracovával výsledky získané v Anglii a dìlal jednoduché pokusy. V roce 1918 všechno sepsal do disertaèní práce. Aby dostal hodnost doktora filozofie, musel se Heyrovský podrobit pøísné zkoušce. Zkoušejícími byli dva slavní èeští pøírodovìdci. Bohuslav Brauner ( 1855 – 1935) byl svìtoznámý odborník v chemii vzácných zemin a hlavní propagátor periodického systému svého pøítele Dmitrije Mendìlejevia. Fyzik Bohumil Kuèera ( 1874 – 1921) mìl vynikající práce v oboru rozptylu alfa èástic vznikajících pøi radioaktivním rozpadu a roku 1903 objevil rtu»ovou kapkovou elektrodu, kterou mìøil povrchové napìtí rtuti. Jeliko¾ tento jev hrál rozhodující roli pøi Heyrovského cestì k objevu, øeknìme si o nìm ponìkud více. Povrchové napìtí je síla pùsobící na povrchu kapaliny a zpùsobující, ¾e napøíklad kapalina vytváøí kapky a nerozteèe se stejnomìrnì. U rtuti závisí tato síla na napìtí galvanického èlánku, v nìm¾ je jedna elektroda rtu»ová. Tento jev zkoumala øada badatelù od druhé poloviny minulého století, zvláštì Francouzi Lippmann a Gouy. Kuèerova metoda rtu»ové kapkové elektrody však poskytovala v nìkterých pøípadech výsledky odlišné od mìøení francouzských badatelù. A právì na tento bod se narazilo pøi Heyrovského zkoušce. V tomto okam¾iku si prý profesor Brauner zapálil doutník a øekl: „ To by mohl rozluštit fyzikální chemik“. Fyzikální chemik – novopeèený doktor Heyrovský – se vydal z univerzitního chemického ústavu po albertovských schodech nahoru do fyzikálního ústavu. Zaèal mìøit povrchové napìtí rtuti metodou vá¾ení kapek, pak mìøil dobu trvání kapky, co¾ bylo jednodušší. Kdyby mu èlovìk mohl poradit na základì nynìjších vìdomostí, rozhodnì by mu to rozmluvil. Kuèerùv problém nestál za tøi léta úsilí. Heyrovský nedìlal však jen tuto práci – byl asistentem prof. Braunera a v roce 1920 se habilitoval.
O rok pozdìji se zaèal zabývat myšlenkou, ¾e by mìl zkusit mìøit elektrický proud, který prochází èlánkem s rtu»ovou elektrodou, mìní-li se vnìjší napìtí. Zkusil to na Nový rok 1922, ale nevedlo to k nièemu, pro mìøení proudu mìl málo citlivý galvanometr. Teprve koncem ledna získal citlivìjší, a hle, 10. února 1922 dostal Heyrovský krásné køivky závislosti proudu na napìtí ! Uvìdomil si, ¾e udìlal významný objev, ¾e objevil elektrolýzu kapkovou elektrodou. V pøíštích dnech, týdnech a mìsících, bez ohledu na nedìle, zaèal svùj objev propracovávat. Nakonec sepsal výsledky do publikace, která vyšla v øíjnovém èísle Chemických listù a v anglické a francouzské verzi ve významných zahranièních èasopisech.
Na podzim zaèal pracovat se skupinou vìdcù, kteøí se zabývali rozvíjením jeho objevu. Mladým badatelùm nechybìlo nadšení a práce šla rychle kupøedu. Záva¾ný pokrok pøedstavoval v roce 1924 objev schodovitého prùbìhu závislosti elektrický proud – napìtí (tzv. vlny) v pøípadì ¾e v elektrolyzovaném roztoku je pøímìs látky reagující na elektrodu. Výška tohoto schodu je pøímo úmìrná koncentraci této pøímìsí, co¾ je základem pou¾ití Heyrovského metody pøi chemických rozborech. V roce 1925 sestrojil Heyrovský spolu se svým japonským spolupracovníkem M.Shikatou pøístroj na automatickou registraci závislosti proud – potenciál. Nazval jej polarograf a elektrolýzu se rtu»ovou kapkovou elektrodou pøejmenoval na polarografii.
Heyrovský získal další a další spolupracovníky, byl vynikající organizátor týmové práce, jednotlivá témata pokrývala rozsáhlé pole rozmanitých reakcí, které na rtu»ové kapkové elektrodì probíhají. Svým spolupracovníkùm doporuèoval, aby se soustøedili na jádro øešeného problému a nezabývali se nepodstatnými podrobnostmi, aby nebyli „detailisty“. Kdy¾ se získal nìjaký významnìjší výsledek, doporuèoval, aby se co nejdøív uveøejnil.Na zdech jeho ústavu viselo heslo pøipisované velkému anglickému pøírodovìdci M. Faradayovi :“Pracuj, ukonèi, uveøejni !“. Dbal i o spoleèenský ¾ivot ve svém týmu – koncem roku se poøádaly veèírky s vuøty a pivem, v létì výlety provázené fotbalovým zápasem (Heyrovský chytával v brance). K svým spolupracovníkùm stejnì jako ke studentùm se choval demokraticky, ale sarkasticky stíhal rùzné nepoøádky.
Jeho spolupracovníci vytvoøili èeskoslovenskou fyzikální chemii. V roce 1928 pøišel do jeho laboratoøe mladý student R. Brdièka (1906-1970). Heyrovský záhy poznal jeho talent a udìlal ho svým asistentem. Brdièka ( od roku 1952 akademik) se soustøedil na biologické aplikace polarografie ( dnes bychom øekli bioelektrochemie) a se svými spolupracovníky objevil originální metodu mìøení velmi rychlých chemických reakcí. Jiný významný spolupracovník D. Ilkoviè (1907-1980) odvodil v roce 1934 matematický výraz pro velikost polarografické vlny. Po Mendlových zákonech je to ve svìtové literatuøe nejcitovanìjší kvantitativní vztah odvozený èeskoslovenským vìdcem. Mezi Heyrovského zahranièní spolupracovníky patøí Polák W. Krmila a Ital O.Semerano, kteøí doma zalo¾ili polarografické vìdecké školy.
Pro propagaci polarografie v zahranièí mìly velký význam Heyrovského cesty do ciziny. V roce 1933 pracoval jako hostující profesor na kalifornské univerzitì v Berkleley a navštívil øadu dalších amerických univerzit. Systém a smysl pro organizaci v americké vìdì na nìj udìlaly silný dojem. Následujícího roku se úèastnil Mendìlejevského sjezdu v Leningradì, uspoøádaného na pamì» 100.výroèí narození tohoto ruského uèence. Navštívil také Moskvu, Charkov a Dnìprostroj. Postavení sovìtských vìdcù ve spoleènosti a perspektivy sovìtské vìdy ho vedly k tomu, ¾e pøi jedné pøednášce pro veøejnost øekl:“ Budeme-li chtít udr¾et krok se svìtovým vývojem vìdy, musíme se do pìti let nauèit rusky.“
Potøeba rychlých automatických metod v prùmyslu vedla k prudkému rùstu zájmu o polarografii, která se po válce zaøadila mezi pìt neju¾ívanìjších fyzikálních metod v analytické chemii. Její postavení se èasem horšilo a zase lepšilo. V souèasné dobì se zdokonalené verze polarografie pou¾ívají hlavnì pøi rozborech vzorkù ze ¾ivotního prostøedí. Polarografie se stala bì¾nou laboratorní metodou pøi výzkumu chemické reaktivity a zpùsobila pøevrat v celé elektrochemii.
Heyrovský se ze všech sil sna¾il o vybudování své školy a o proniknutí nové metody do svìta. V jedenatøiceti letech se stal mimoøádným a v pìtatøiceti letech øádným profesorem. Na pøírodovìdecké fakultì se mu, zøejmì pøedevším ze závistí, sna¾ila malá skupina profesorù házet klacky pod nohy ( jak pøed válkou, tak po válce), ale i to Heyrovský v¾dy pøekonal. Naše spoleènost mu splnila jeho dávný sen – v roce 1950 vznikl samostatný Polarografický ústav (dnešní Ústav fyzikální chemie a elektrochemie J.Heyrovského ÈSAV).
Kdy¾ v roce 1958 po¾ádal Nobelùv výbor pøíslušné vìdce z vysokých škol o návrh na udìlení Nobelovy ceny za chemii, navrhli všichni jednomyslnì J. Heyrovského. Byl na ni navrhován ji¾ delší dobu, ale jeho ¾ivotní dráha vyvrcholila a¾ 12. prosince 1959, kdy mu švédský král Gustav Adolf VI. Udìlil ve Stockholmu toto vysoké vìdecké vyznamenání.
Jan Kareta
