SVĚTELNÁ BUDOUCNOST: HILASE VYVÍJÍ TECHNOLOGIE PRO OBRANNÝ A VESMÍRNÝ SEKTOR

Výzkumné centrum HiLASE v Dolních Břežanech začínalo před patnácti lety s laserovými aplikacemi pro průmyslové využití. Dnes většinu jeho programu tvoří vývoj technologií pro obranný a vesmírný sektor.

Clara Futura, neboli jasná budoucnost. Tak kdysi pražské arcibiskupství nazvalo hotel v zrekonstruovaném zámku v Dolních Břežanech. Zatímco renesanční stavba zůstává nepřístupná i po změně majitele, někdejší zanedbaný hospodářský trakt zámku nabral směr, který lze za světlý označit. Přesněji za světelný. Kromě toho, že se tu vaří pivo a má tu sídlo pobočka japonské firmy, v brownfieldu vznikla dvě špičková laserová centra. Zatímco ELI Beamlines pomocí extrémně intenzivních svazků fotonů bádá nad interakcí světla a hmoty, jejich sousedé v HiLASE, který spadá pod Fyzikální ústav AV ČR, se zabývají samotnou laserovou technikou a aplikačními technologiemi.

„Od počátku jsme se k laserům snažili přistupovat jako k nástrojům, které mají své praktické využití. Nejdřív se ptáme, v jaké činnosti nám mohou konkrétně pomoci, a teprve pak zkoumáme, jak toho technologicky dosáhnout. Tento přístup ostatně odráží i naše heslo: Superlasery pro reálný svět,“ říká Tomáš Mocek, vedoucí centra HiLASE, které letos v září oslaví patnácté narozeniny.

Ačkoliv HiLASE zůstává výzkumnou institucí, nabízí řešení, která se uplatňují v mnoha průmyslových sektorech. V rámci konsorcia třeba s firmou Meopta v Dolních Břežanech vyvíjejí optické prvky pro oblast ultrakrátkých laserových pulzů ve formě antireflexních vrstev, děličů světla a speciálních zrcadel. Společný projekt s polovodičovým výrobcem onsemi a dvěma tchajwanskými partnery zase cílí na přesné opracování karbidu křemíku. Silikonkarbid je považován za materiál budoucnosti: umožňuje totiž zmenšit velikost čipu až o 90 procent oproti tradičnímu křemíku, a navíc dokáže pracovat při vyšších teplotách a zvládat vysoké proudové hustoty. Laserové mikroobrábění základních disků (waferů) z karbidu křemíku by tak mohlo nahradit tradiční precizní diamantové brusky, které jsou pomalé a rychle se opotřebovávají.

NEJEN DOTACE, ALE I ZAKÁZKY

Několik let běží strategická spolupráce s turnovskou firmou Crytur, která je významným producentem krystalů a komponentů pro laserové technologie. Jedním z výsledků spolupráce je kompaktní komerční laser Ester vyvinutý v Dolních Břežanech, který se hodí pro rychlou analýzu složení materiálu. HiLASE má ve svém portfoliu také bádání a testování na poli biomedicínských technologií. Společnost ProSpon třeba dolnobřežanské lasery využila ke studii, nakolik může životnost kyčelních implantátů prodloužit jejich „vyklepávání“ laserovým paprskem.

Úprava materiálu je také základem projektu LasApp s centrem BIOCEV v nedalekém Vestci, v němž spojila biomedicínské kapacity Akademie věd ČR a Univerzita Karlova. V Dolních Břežanech vymýšlejí, jak pomocí laserových technologií vytvořit povrchy, které odpuzují mikroorganismy a zabraňují tvorbě biofilmů. Nemocnicím by to mohlo pomoci zabránit chronickým infekcím u katétrů a implantátů. „Od počátku jsme HiLASE chtěli provozovat po vzoru Fraunhoferových ústavů v Německu. Tedy nebýt jen čistě dotovanou badatelskou základnou, ale vydělávat si významnou část peněz sami právě díky smluvnímu výzkumu pro soukromé firmy, příjmům z licencí a patentů a specializovaným službám. A to se nám teď skutečně daří,“ vysvětluje Tomáš Mocek.

ÚKLID VESMÍRNÉHO SMETÍ

Zatímco dříve tvořily aplikace pro tradiční průmyslové sektory, jako je elektronika nebo optika, hlavní náplň laserového centra v Dolních Břežanech, dnes pomalu ustupují dvěma mocným a dynamicky sílícím branžím: vesmírným a obranným technologiím. Od loňska běží v HiLASE projekt ATLAS, který je financován prostřednictvím rámcového programu Evropské komise Horizon Europe a jehož cílem je vývoj laserových řešení pro posílení udržitelnosti ve vesmíru. V Dolních Břežanech třeba bádají, jak vylepšit vlastnosti laserů pro dálkový průzkum země (Lidar), a jeden z projektů se zabývá také možnostmi likvidace „smetí“ na orbitě, kde podle odhadů Evropské kosmické agentury dnes koluje více než 140 milionů objektů, nad nimiž lidé nemají žádnou kontrolu.

„Sestřelování takového vesmírného odpadu pomocí paprsků světla je samozřejmě sci-fi. Nicméně takzvaná deorbitace, tedy řízené vychýlení dráhy za využití pulzního laseru, které by kosmické smetí navedlo do zemské atmosféry, kde by pak shořelo, je nadějná metoda, k jejímuž vývoji bychom rádi napomohli i my,“ říká Tomáš Mocek.

V Dolních Břežanech ale promýšlejí kosmické technologie ještě dál. Až jednou lidé budou stavět na Měsíci nebo na Marsu výzkumné stanice, velmi pravděpodobně k tomu využijí 3D tisk, kde se namísto z plastového filamentu bude stavební materiál „tisknout“ za pomoci regolitu, nezpevněného horninového materiálu, který se vyskytuje třeba na měsíčním povrchu. „Naše lasery mohou v budoucnu pomoci zajistit, aby 3D tisk ve vesmíru fungoval i v extrémních podmínkách, jako jsou velmi nízké teploty, vibrace nebo radiační záření. A laserovou technologii je možné použít i pro fyzikální a chemickou analýzu hornin nebo bezdrátový přenos energie,“ přibližuje vizionářský kosmický program Centra HiLASE jeho vedoucí Tomáš Mocek.

 DEFENSE TECH STÁLE SÍLÍ

Z byznysového pohledu pak největší naděje v Dolních Břežanech vkládají do obranných technologií. První velký projekt přišel v roce 2024 souběžně s rozhodnutím českého státu pořídit si americké stíhačky F-35. Pro jejich výrobce, firmu Lockheed Martin, HiLASE společně s českými firmami PBS a One3D vyvíjí výfukovou mřížku integrovaného energetického modulu: s tím, že by se právě české konsorcium v budoucnu mohlo stát výrobcem této součástky v rámci globálního subdodavatelského řetězce. Od amerických zbrojařů má pak HiLASE další zakázku na výzkum materiálů. „Z hlediska růstu a technologií je pro nás Defense Tech momentálně nejdůležitější sektor. Spojují se tu složité fyzikálně-inženýrské úkoly s průmyslovými řešeními. A v tom máme výhodu, protože obojí umíme udělat in-house,“ vysvětluje Tomáš Mocek.

Patnáct let po svém vzniku HiLASE zaměstnává přes stovku lidí a stále roste. Možná víc, než by si přál: budova v Dolních Břežanech, která se otevírala v září 2014, už všechny nepobere, a tak si centrum pronajímá kanceláře i mimo svou základnu. Prostor pro rozšíření budovy by sice byl: a dokonce i prvotní architektonický návrh, který by využil současného tvarosloví, kdy pracovna ředitele tvoří jakýsi kapitánský můstek stavby připomínající loď. Na další pomyslný kýl ale chybějí finance v řádech stovek milionů korun. „Katamarán už z toho asi neuděláme,“ poznamenává lakonicky Tomáš Mocek.

Zároveň má ale v hlavě nápad, jak by HiLASE mohl i tak dál expandovat. Pobočky špičkového laserového centra v podobě takzvaných sdílených laboratoří by podle něj mohly vznikat přímo v partnerských firmách, s nimiž HiLASE dlouhodobě spolupracuje. „Ještě před patnácti lety by mi taková představa přišla nereálná. Dnes už ale máme vybudované mezinárodní jméno, důvěru partnerů i technologickou vyspělost. A to nejen v Česku, ale i globálně,“ říká šéf HiLASE.

BLAHOSLAV HRUŠKA