RNDr. Martin Srnec, Ph.D. – Akademická prémie 2023

Praemium Academiae (Akademická prémie), grant ve výši až 30 milionů korun, mohou ocenění čerpat v následujících šesti letech a hradit z něj náklady spojené s výzkumem, mzdami spolupracovníků či s pořízením technického vybavení. Prémie je finančním, ale i symbolickým morálním oceněním vědecké excelence laureátů.

RNDr. Martin Srnec, Ph.D. působí na Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR.

AV ČR: RNDr. Martin Srnec, Ph.D. – Akademická prémie 2023

Složitá síť chemických přeměn je všudypřítomným hnacím motorem dějů v přírodě i uvnitř lidského těla. Neustálá přeměna živých organismů a složité chemické reakce v nich nepřestávají vědce a vědkyně fascinovat. Řada procesů přitom ani dnes není uspokojivě vysvětlena – mimo jiné například, jak přesně předvídat podmínky chemických reakcí tak, aby nevznikaly vedlejší nežádoucí nebo přímo škodlivé produkty.

Světu komplexních molekulových systémů, jako například enzymů, lze přitom porozumět nejen s pomocí laboratorních aparatur. Pracovními nástroji chemika Martina Srnce jsou počítače a zákony kvantové a statistické mechaniky – jeho oborem je výpočetní chemie. Počítačové modelování i s pomocí nejnovějších metod strojového učení lze přitom využít efektivně v praxi: třeba navrhovat nová léčiva nebo způsoby katalýzy, aniž by bylo nutné provádět mnoho nákladných a časové náročných laboratorních pokusů.

Ambiciózním vědeckým cílem Martina Srnce, k jehož dosažení získal Akademickou prémii, je vyvinout efektivní nástroj pro pochopení a teoretické předpovězení selektivně řízených chemických reakcí s přenosem protonu a elektronu (H⁺, e¯). Tyto reakce jsou typické jak pro živé organismy (s jejich pomocí, štěpením vazeb mezi uhlíkem a vodíkem, se utvářejí nové uhlíkové kostry molekul), tak pro přeměnu a ukládání energie.

Martin Srnec bude přitom vycházet z originálního teoretického konceptu, který před několika lety vyvinul a jenž vzbudil mimořádný zájem vědecké obce po celém světě, včetně nositele Nobelovy ceny za chemii z roku 1992 Rudolpha Arthura Marcuse. Martin Srnec totiž do chemie a fyziky zavedl dvě zcela nové termodynamické veličiny: asynchronicitu a frustraci. Důležité je, že tyto veličiny lze určit nezávisle jak experimentálně, tak výpočetně. Asynchronicita a frustrace pak společně s reakční energií tvoří úplnou bázi – triádu, která řídí rychlost a selektivitu reakcí.

Ve svém projektu bude proto Martin Srnec mimo jiné zkoumat proměnlivost vztahů mezi členy termodynamické triády a různými sadami reakcí. Plánuje i vývoj algoritmů pro získání optimálních hodnot termodynamické triády pro požadovanou selektivitu chemických rekcí. Dalším směrem bádání bude pokračující vývoj jeho konceptu asynchronicity a studium mechanismu, kterým by se mohly asynchronicita a frustrace řídit, a také možnost využití těchto veličin k spřažení spontánních reakcí s nespontánními.