Magyarországon egyedülállóan foglalkozik a klasztervegyületek vizsgálatával és alkalmazási lehetőségeivel a BME VBK díjnyertes vegyészmérnök kutatója.

„A legnagyobb odafigyeléssel és körültekintéssel nyújtottam be pályázatomat, és nagyon örültem, hogy végül én is bekerültem az idei díjazottak közé. Az akadémiai pályán nagyon gyorsan megtanultam, hogy egy-egy beadott pályázat vagy publikáció sorsa szinte kiszámíthatatlan, a dolgozat minőségén túl a siker nagymértékben függ a kutató elszántságától, a kutatási terv alkalmazhatóságától, az aktuális trendektől, és attól is, a zsűri lát-e benne további perspektívát. Szívből örülök, hogy nálam mindez találkozott” – vélekedett Kelemen Zsolt, a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar (BME VBK) Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék adjunktusa, aki egyik idei díjazottként elnyerte az MTA Akadémiai Ifjúsági Díjat. (Pályamunkájának címe: „A szerves és a szervetlen kémia határán – Barangolás a bór és a foszfor kémiájában”.)

Díjnyertes pályamunkájában Kelemen Zsolt az elmúlt két esztendő tudományos következtetéseit mutatta be. Ezekről az eredményekről részben már beszámolt kutatótársaival a Chemical Science nevű rangos nemzetközi folyóiratban is (Chem. Sci., 2022,13, 11388-11393). A tudományos értekezést a Magyar Tudományos Akadémia VII. Kémiai Tudományok Osztálya 2022 szeptemberében a hónap egyik legrangosabb publikációjának választotta. (A hírről az MTA saját weboldalán is beszámolt – szerk.)

Kelemen Zsolt a Balaton partján nőtt fel, a természet közelében. Gyermekkora óta érdekelte az őt körülvevő világ, középiskolában tanárai motiválására a kémia irányába fordult és továbbtanuláskor is e területet választotta. A BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karán (BME VBK) kezdte meg egyetemi tanulmányait. Érdekelte a tudományos munka, így TDK-pályamunka elkészítésére vállalkozott, amelynek keretében belelátott a Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszéken zajló kutatásokba, amelyek magukkal ragadták. A kutatás iránti szeretete a diploma megszerzése után is fennmaradt: doktori tanulmányokba fogott, majd 2015-ben a BME Oláh György Doktori Iskolában PhD-fokozatot szerzett. Ezt követően posztdoktorként először Németországban kutatott, majd a nagy presztízsű Marie Curie Egyéni Ösztöndíjjal két évet Barcelonában töltött. Külföldön ismerkedett meg egy különleges kutatási területtel, a háromdimenziós klasztervegyületekkel,Hif a karboránokkal. Ezen anyagok jelentősége abban áll, hogy nem szokványos kémiai kötéseik és kiemelkedő stabilitásuk miatt rendkívül sokféle módon használhatók fel. Számos származékuk alkalmazható, mint katalizátor, bioszenzor, ám vezető polimerekben vagy akár a rákkezeléseknél is bevethetők. A téma olyannyira magával ragadta, hogy kutatói pályáját e terület megismerésének szentelte, máig ezek vizsgálatával foglalkozik.

2019-ben a Magyar Tudományos Akadémia beválasztotta a Prémium Posztdoktori Programjába, amely megteremtette számára a lehetőséget, hogy Magyarországra visszatérve független kutatóként vághasson bele saját vizsgálataiba. Ezzel párhuzamosan nekilátott saját kutatócsoportja megalapításának is. (Hazatérésekor a bme.hu is készített interjút Kelemen Zsolttal – szerk.) „A külföldön töltött évek során új kutatóműhelyeket, számos szakmabeli kutatótársat, új módszereket, mások által képviselt látásmódokat ismertem meg. Az itteni tapasztalatokat és a Műegyetemen megszerzett tudást kombinálva alakult ki az a kutatási irány, ahol a jövőmet képzelem el. Egy olyan témában sikerült elmélyednem, amely a BME-n, sőt, Magyarországon is egyedülállónak számít. Az új kutatási téma miatt függetlenedtem a témavezetőimtől, ez az út jóval rögösebb volt, mert ezt a szűkebb tudományterületet korábban senki nem művelte az országban, így nem volt, aki tanácsokkal, a korábbi tapasztalatok megosztásával segített volna. Magamnak kellett megteremtenem a kutatásomhoz szükséges infrastruktúrát, amelyhez hozzájöttek olyan előre nem várt nehézségek, mint a pandémia” – osztotta meg szakmai pályája kihívásairól Kelemen Zsolt.

Témaválasztásának sikerességét több díjnyertes pályázat is igazolja: 2021-2022-ben német-magyar (DAAD-TKA) kutatócsere pályázatot nyert, 2022-ben pedig megkapta az Akadémiától a Bolyai János Kutatási Ösztöndíjat, majd 2022 és 2024 között pedig a BME támogatásával a CELSA program egyik nyertese lett. Idén egyedüli műegyetemi szakemberként beválasztották az MTA Fiatal Kutatók Akadémiája tagjai közé. (Az mta.hu tudósítása az új tagokról 2023-ban – szerk.) „A siker kulcsa nemcsak a kutató önmaga, az akadémiai pálya mérföldkövei sok esetben nemcsak ’egyszemélyes mutatványok’. Az eredményeimet részben a csoportomban dolgozó lelkes hallgatóimnak és a tanszéki kollégák szakmai támogatásának is köszönhetem. Lelkesedésük és kitartásuk sokszor erőt adott a kihívásokkal teli helyzetekben, közös munkánk gyümölcse ez a mostani siker is” – fejezte ki háláját munkatársainak a díjazott kutató.

Kelemen Zsolt és kutatótársai laboratóriumi munkát végeznek: olyan vegyületek előállításán dolgoznak, amelyek számos gyakorlati alkalmazási lehetőséggel kecsegtetnek. Például potenciálisan alkalmazhatók egy különleges rákkezelési módszer során, az ún. bór neutron befogásos terápiában, vagy akár a világítástechnika fejlesztésében is. „Számos molekula képes a fluoreszkálásra, különösen híg koncentrációjú oldatokban, azonban szilárd fázisban elveszítik ezt az előnyös tulajdonságukat. Ezt hívják aggregált indukált kioltásnak, amely során a koncentráció növekedésével a molekulák közelebb kerülnek egymáshoz, aggregálódnak és egymásnak adják át az energiájukat, nem pedig fény formájában bocsátják ki. Ugyanakkor egy készülékben (például egy monitorba beépített fénykibocsátó dióda esetén) nem híg oldatokat használnak, hanem szilárd állapotban vagy filmként leválasztva alkalmazzák a fénykibocsátó réteget. Az általunk is vizsgált karboránt tartalmazó anyagok képesek pont ellentétesen viselkedni, köszönhetően egyedi kötésszerkezetüknek. Híg oldatban nem fluoreszkálnak, ám szilárd, aggregált állapotban erős fluoreszcenciát mutatnak” – fejtette ki kutatási területe további részleteit Kelemen Zsolt.

Az Akadémiai Ifjúsági Díjas szakember elméletibb kutatási témákkal is foglalkozik: klasztervegyületek kötésszerkezetét és aromásságát vizsgálja, az elemzések során kvantumkémiai számítások segítségével próbálja megérteni e vegyületek tulajdonságait. Bár ezen vegyületek első képviselőit már 100 éve előállították, kötésszerkezetük pontos jellemzői a mai napig nem teljesen tisztázottak. Kelemen Zsolt elárulta, élvezi, hogy a kutatás mellett oktathat is: alapszakos hallgatóinak rendszeresen beszámol elméleti kutatásainak legfrissebb eredményeiről a „Válogatott fejezetek a szervetlen kémia keretén belül” című kurzuson.

A díjazott műegyetemi szakember a tudományos munka mellett kötelezte el magát, ám úgy látja, jócskán akadnak nehézségek ezen a pályán is. „A laboratóriumi munka költséges, időigényes és sokszor kiszámíthatatlan. Van olyan kollégám, aki hónapokat dolgozott egy fluoreszkáló anyag szintézisén, majd az utolsó reakciólépésnél eltört egy üvegeszköz és kárba veszett minden anyag. Rendkívüli kudarctűrő képesség szükséges, hogy egy ilyen helyzetből is fel tudjunk állni. Erre a feladatra nem mindenki képes” – vallja a laboratóriumi kísérleti munka kockázatairól a fiatal kutató.

TZS-KJ

Fotók forrása: Kelemen Zsolt