Profesor dr. Igor Muševič je zagotovo eden najbolj zanimivih znanstvenikov, ki smo jih doslej spoznali. Ne samo zato, ker govori sproščeno in jasno. Ali ker je v svoji dolgoletni karieri prejel številna priznanja. Tudi ne samo zato, ker raziskuje na sila zanimivem področju tekočih kristalov. Pač pa predvsem zato, ker je eden tistih, ki ne gredo zgolj s tokom, temveč iščejo druge poti, ki lahko njega, njegove kolege in človeštvo na splošno pripeljejo do novih, nepričakovanih, razburljivih spoznanj. Povedal je na primer, da je domislico za najnovejše raziskave, ki jih opravljajo v njegovem laboratoriju, dobil med gledanjem filma Avatar.
Najbrž zdaj že tudi vi, spoštovani bralke in bralci, slutite, da je pred nami sila zanimiv sogovornik. Njegov življenjepis pravi nekako takole: »Rojen 24. oktobra 1954 v Ilirski Bistrici. Po končani gimnaziji Poljane v Ljubljani je diplomiral iz tehnične fizike leta 1979 na Fakulteti za naravoslovje in tehnologijo. Leta 1990 je opravil magisterij iz fizike in leta 1993 doktoriral iz fizike na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani.«
Atom iz zvite železnice
Če pogledamo letnice, bi rekli, da je del tiste generacije, za katero lahko rečemo, da je med letoma 1979, ko je diplomiral, in 1993, ko je doktoriral, doživela marsikaj. Tudi na znanstvenem področju, kot bomo videli. Toda pojdimo najprej malce bolj nazaj. V čas, ko je bil še nadobudni otrok, ko ga je fizika šele začela zanimati. Še danes se zelo živo spominja, zakaj in kako se je vse začelo. »Moral sem biti zelo majhen, še kot otrok. Imeli smo črno-beli televizor, na katerem sem gledal izobraževalno oddajo. V njej so pokazali model atoma. Takoj sem si zaželel, da bi takšen model naredil tudi sam. In sem ga. Elektroni so bili narejeni iz voska, kot žice sem uporabil skrivljene tirnice otroške železnice, ki sem jo takrat imel. Zgradil sem torej svoj atom in takrat sem se odločil za to smer.«
Je že tako, da ima življenje tudi neko svojo pot. Resda je postal fizik, to je bilo nekako zapisano v zvezdah, toda sprva ni slutil, da bodo njegovo področje tekoči kristali. Te danes običajno povezujemo z zasloni, televizorji, monitorji, vsem, kar je povezano s tremi črkami – LCD. Zdi se, da je ta kratica za »Liquid Crystal Display« oziroma tekočekristalni zaslon, dandanes povsod.
No, ko je on začenjal, je bila druga zgodba. Spominja se, da so v osemdesetih, ko je sam postal del laboratorija na Inštitutu Jožef Stefan v Ljubljani, kjer so se ukvarjali s tem, le slutili, da gre razvoj tudi v smer tanjših in kakovostnejših zaslonov. Kako bo šlo, si niso povsem predstavljali. Kmalu so se pojavili prvi prenosni računalniki, tudi različne druge naprave, ki so zavoljo te tehnologije postajale vse tanjše, zanimivejše, zasloni po drugi strani vse večji. Od leta 1979 do 1993 je bil torej čas izredno dinamičnega razvoja in pri nas so mu uspešno sledili.
»Kot dolgolas študent sem se takrat naslikal na inštitutu. Potem sem postal del skupine, ki jo je vodil dr. Janez Pirš. On pa se je s tekočimi kristali seznanil v Združenih državah Amerike,« pripoveduje Muševič, ki je bil tretji zaposleni v laboratoriju.
Vprašali smo ga, kako je bilo vse to videti – še na začetku razvoja takšne tehnologije. »Naloga je bila narediti LCD-zaslon. Ne barvnega in tudi ne tako velikega, kot so televizorji danes, pač pa majhnega, v vsakem primeru pa delujočega,« se nasmehne. »Tudi približno se ne nam ne šefu ni sanjalo, kako se to naredi. Poleg tega je bilo treba dobiti vse materiale, ker jih pač ni bilo nikjer. Nekako smo se le znašli in po prijateljskih zvezah dobili, kar smo potrebovali. Veste, raziskovalci imajo vedno neko socialno mrežo, pa potem prosiš kolega, če ti kaj odstopi, uslugo mu vrneš kasneje. Tako smo prišli do vsega, da smo lahko izdelali prvi LCD. Potem smo šli naš izum pokazat v Iskro v Šentjernej, ki je bila takrat velika tovarna mikroelementov za elektroniko. Iskra je bila, če se spomnite, res velika korporacija za tiste čase s 30.000 zaposlenimi, ki so delali vse mogoče. Ko danes gledam nazaj, kaj so takrat ustvarjali, se mi zdi, da je bil to pravi čudež. Skratka, direktor te šentjernejske Iskre je videl naš model, ki je sicer delal le približno pol ure, a se je takoj navdušil. Rekel je, da to moramo narediti, in takrat je Iskra financirala razvoj.«
Iz teh prvih korakov je nastalo marsikaj.
Črni trakovi za merjenje temperature
Se morda spominjate črnih trakov termometrov, ki so jih imeli po lekarnah? Bili so takšni, ki si jih položil na čelo, potem je trak pokazal, ali imamo vročino ali ne. No, to je bilo najprej narejeno pri njih – iz tekočih kristalov. Vprašamo, zakaj takšnih trakov danes ni več, bili so namreč zelo praktični. Muševič pojasni: »Predvsem zato, ker so bili precej, bi rekel, nestabilni in niso vedno točno kazali, so pa bili res nekaj posebnega za tiste čase.«
V laboratoriju je delovala skupina ljudi, ki so se izjemno ujeli in marsikaj dosegli. Nekateri ob ustanovitvi še diplomirali niso, drugi so pravkar doktorirali. A so se vsi skupaj lotili dela – in uspeli.
Prvi pravi LCD-ji so bili najbližje temu, kar smo poznali kot prikazovalnik na termometrih ali na urah, ki so bile takrat zelo priljubljene. Omogočali so, da so naprave, kot so kalkulatorji, postajale vse tanjše.
Ko opisuje to tehnologijo, se zdi zelo preprosta. »LCD v osnovi sestavljata dve stekleni prozorni plošči, vsaka debela kakšnega pol milimetra. Notri je tanka reža, kjer je tekoči kristal. Ta se lahko premika po celi plasti in je aktiven medij, ki optično prikazuje različne znake. Na tem steklu so namreč elektrode, se pravi prisotna je kovinska plast, ki je prav tako prozorna in na katero priključite napetost iz baterije. Ta povzroči, da se tekoči kristali premaknejo in kot uporabnik to vidite kot napis številk ali kaj podobnega. Ena od izjemnih lastnosti te tehnologije je, da zanjo ne potrebujete skoraj nič energije.«
Patent je v sedemdesetih letih sicer prijavil Martin Schadt, švicarski inovator, in takrat se je to področje začelo zelo hitro razvijati.
»Več kot 40 let delam na tem področju. In če se vrnem v 80. leta, lahko povem, kaj je bil takrat naš ideal: to je bil ploščat televizor. Prvi modeli so bili na svetu znani že malce kasneje v 80. letih, toda bili so pregrešno dragi. Če se spominjate, je takrat vsa industrija bazirala na velikih katodnih ceveh, v kar so investirali veliko denarja. Zato so LCD pravzaprav za 20 let pustili v predalu. Začeli smo v Evropi, potem so tehnologijo naprej razvijali Japonci, v devetdesetih letih še Južnokorejci in takrat je bil pravi bum – to je bil čas, ko smo dobili zaslon, kakršnega smo si želeli že na začetku – in za nameček še za razmeroma ugodno ceno.«
To so bili torej začetki. Danes imajo znanstveniki bržkone bolj zapleten cilj in tudi razvoj je šel naprej. S čim se torej dr. Muševič ukvarja danes?
Mikrovezje iz tekočih kristalov
Bržkone ne boste verjeli, kaj nam je povedal. Ukvarja se z idejo, ki jo je dobil med gledanjem filma Avatar. »V tem filmu ste lahko videli rastline, ki so svetile, posebej tisto drevo, v katerem so imeli shranjen spomin. Ta me je pritegnil. To je bil nekakšen fotonski spomin, kot so si ga zamislili filmarji. In vprašal sem se, ali bi bilo to mogoče narediti tudi v resničnem svetu.«
Dobil je idejo, da bi naredili mikrovezje, zgrajeno samo iz tekočih kristalov, ki bi bilo nekakšen poseben mikročip – toda ne na elektriko, temveč na svetlobo. Idejo je prijavil, kandidiral za evropska sredstva in dobil 2,5 milijona evrov. Zdaj so, kot pojasni, nekje pri 80 odstotkih projekta in so zelo zadovoljni z napredkom.
Muševič torej govori o tem, da lahko dobimo svetlobni mikročip. Danes veliki podatkovni centri, kamor vodijo vse poti interneta, potrebujejo ogromno elektrike za delovanje. »Zdaj si predstavljajte, da svetloba zamenja elektriko in s tem zmanjša porabo, poveča hitrosti in tako naprej. Na tem stiku med optičnimi vlakni, ki so žile interneta, in električnimi napravami je zelo aktivno področje fotonike, kjer delujemo tudi mi. Majhen delček tega torej ustvarjamo pri nas.«
Zdaj moramo malce zajeti sapo. Veliko informacij. Veliko znanosti …
Tudi sogovornik malce postoji in nato nadaljuje: »Veste, nekatere najbolj neverjetne stvari, ki jih odkriješ kot znanstvenik, se začnejo slučajno.«
Govori iz izkušenj. V njegovem življenju je bilo eno najbolj prelomnih obdobij okoli leta 2000. To vzamemo kot primer, da laže razumemo, kako razmišlja in kakšno je pravzaprav gonilo znanstvenika njegovega kova. Kaj se je zgodilo takrat? »Ukvarjati sem se začel s tematiko, o kateri nisem vedel nič,« začne. »Pravzaprav je za znanstvenika dobro, da gre v takšno neznano smer. Znanstvenike pogosto primerjam z zlatokopi – predstavljam si, da se tudi ti odpravijo kopat tja, kjer ni bilo še nobenega, in ne tja, kjer so že vsi drugi. In tudi v znanosti imate glavni tok, 'mainstream', kot se reče temu, torej področje, ki za sabo vleče veliko večino ljudi. Ti se potem v prispevkih medsebojno citirajo, se srečujejo na kongresih in tako dalje. Potem pa imate tudi 'outsiderje', takšne znanstvenike, ki gredo v pravokotno smer od glavnega toka, če hočete.« To so, kot jih opiše, nekakšni eksoti, ki iščejo stvari zaradi občutka, da nekje mora biti nekaj, kar še ni bilo odkrito.
V tistem obdobju so njegovi kolegi na fakulteti naredili, kot se temu reče, svetlobno pinceto, torej nekakšen laser, ki ga skozi mikroskop pošiljajo v lečo, v gorišču, kjer je močna svetloba, pa nato pritegne »steklene kroglice«, ki so Muševiča takrat zanimale. »Pomislil sem, da je to morda način, kako bom te delce lahko premikal po tekočem kristalu, jih prijel in jih postavil drugam, ne da bi se jih fizično dotaknil. V bistvu sem imel v mislih, kako brezkontaktno skozi steklo premikati predmete.«
Če bi takrat bolj natančno upošteval dotlej znano fiziko, bi bil prepričan, da to ne bo nikoli delovalo. Vendar je! Hevreka! Takšen brezstični premik je odprl raziskave za naslednjih dvajset let. Bil je tako atraktiven dosežek, da je objava izsledkov v priznani znanstveni reviji Science pritegnila pozornost znanstvenikov z vsega sveta, ki so potem želeli to početi tudi sami. »To je bila posebej atraktivna iznajdba oziroma ugotovitev, ker smo pokazali, da lahko brez neke mehanske priprave delce premikamo po svoji volji. Dva delca, recimo, lahko na tak način pripeljemo skupaj in potem spremljamo, kako se sama sestavljata.«
Velik potencial
Daleč od monitorjev in televizorjev torej, kajne. Mimogrede, Muševič nam pojasni, da so tekoči kristali znani že več kot sto let, čeprav so bile to sprva bolj eksotične tekočine, ki jih niso dobro razumeli. Postopoma so dognali, da imajo lahko ti kristali velik potencial. Prva opazovanja so naredili botaniki pod mikroskopom. Opazili so, da je tekočina modrikasta. Zakaj je taka, so ugotovili šele sto let kasneje. »Pred petimi leti smo dejansko pokazali, da ta tekočina ni navadna kot voda, pač pa je zrnata sama od sebe, ker so v njej tako velike molekule in tako posebne, da tvorijo zrnca. Zanimivo je, da so tudi pravilno razporejene v prostoru. Belo svetlobo to tako razprši, da je videti modro.«
V optiki, še eni zanimivi veji znanosti in inženirstva, se že vrsto let mučijo, da bi jim to uspelo narediti – kar je narava, kot vemo zdaj, v primeru tekočih kristalov naredila sama od sebe.
»Sodobni svet temelji na inženirstvu, na postopnem napredku,« ob tem komentira sogovornik. »Toda na srečo imate tudi ljudi, ki so na meji med znanim in neznanim. Ljudje smo nagnjeni k temu, da smo radovedni, da rinemo v neznano, kjer ne vemo, kaj nas čaka.« Še ena od misli, ki jih je izrekel sogovornik in nam je posebej ostala v spominu. Pa tudi: »Nekateri imajo pač več intuicije, drugi manj, nekateri sploh nič.«
Kakšne so torej osebnostne lastnosti znanstvenika, ki je pripravljen zaviti po poti, po kateri drugi še niso hodili? »Imeti mora neizmerno radovednost, predanost delu. Nenehno mora vrtati, nikoli ne sme biti povsem zadovoljen, iskati mora nove ideje. Mladi ljudje so zelo različni, običajno so nesigurni. Toda zavedati se morajo, da se marsičesa kot znanstvenik lahko priučiš, toda tega zanimanja in te intuicije, tega se človek ne more naučiti, pač pa to ima ali pa nima.«
Kaj porečete: imate tudi vi takšne lastnosti, da bi lahko postali dober znanstvenik ali znanstvenica kot prof. dr. Igor Muševič?
