Idea univerzity, soubor číslo 6 – Jeden svět – jedna molekula, nanoSTRUCTURES, Autopoisis

Instalace: Jeden svět, jedna molekula a agregáti medvědů

Autor: Lucie Farářová, týmová práce
Rok vzniku: 2012 – 2014
Počet děl: 1 x videoprojekce, 1 tisk – kresba
Technika: dataprojektor, mixmédia / magnety, kresba
Umístění: FChT UPa

Texty: autor, historik umění, přírodovědec, filosof

Koule a chyť ho do bedny 2012 – 2014. Jedna koule, jeden svět. Jedna koule vědu nedělá, mění svět. Přitahuje pozornost lidí na ulici, dětí, žáků, studentů i odborníků na instalovaná v různých veřejných i specifických prostorách. Vyvolává úsměv na tváři i zamyšlení. Ocitá se v mnoha mnou netušených kontextech, v paměti lidí. Bylo by jistě zajímavé tyto děje nějak zachytit. Je objektem sama o sobě. Je pomůckou, nástrojem, modelem. Nabaluje příběhy, zážitky i hmotu. Zvětšuje se. Stále průběžně sbírám další plyšové medvídky, které čeká stejný osud. Stanou se vrchní vrstvou na jádře, modelem molekuly. Koule pomáhá, inspiruje návštěvníky, studenty, posluchače i vědce. Zprostředkovává komunikaci, vzdělávání. Umožńuje zapamatovat si, názorně ukázat. Je kanálem, mostem nejen mezi vědou a uměním, už několik let, vím to ze své vlastní zkušenosti, z dílen, workshopů, přednášek, galerijních animací, kterých jsem měla možnost učastnit, díky Uskupení Tesla o.s. se kterým jsem dále rozvíjela projekt KOULE.
Lucie Farářová, vizuální umělec, autor

Soubor Jeden svět, Jedna molekula, Agregace medvědů je týmovou tvorbou na které se podílely A. Prokopová a Jan Nálepa. Instalace volně navazuje na objekt KOULE a posunuje ho do roviny interaktivní edukativní pomůcky, ke které je připravena metodika s workshopem „Chyť ho do bedny“.
Pro instalaci je charakteristická kreativní týmová mezioborová spolupráce tým pracuje s apropriací stávajícího a posouvá jeho významy a dává je do nových kontextů. Finální podobu instalace nabyla na základě společných chemika, kurátora a výtvarníkem zaměřeného na nová media. Prezentace probíhala v rámci společných multimediálních workshopů IU KRTEATIVITA I a II v sekci galerijní animace „Chyť to do bedny“.
Alexandra Prokopová, chemik, výtvarník, kurátor

Medvídková koule. Psychologové pracují s fenoménem „sněhové koule“. Původně marginální jev nebo problém se postupně nabaluje a narůstá, obdobně jako se nabaluje sněhová kulička spuštěná ze svahu. Nabaluje na sebe leccos (tedy všechno, co potká), narůstá do nepředvídatelných rozměrů a řítí se jako lavina nekontrolovatelně dolů a je k nezastavení. Při pozorování „medvídkové koule“ Lucie Farářové mám pocit, že nám autorka předvádí i něco ze svého života, jeho postupného odvíjení – nabalování. Medvídková koule je velmi legrační, ale také velmi chytrá, trochu smutná a velmi jemná. Je hříčkou, vizuálním vtipem, možná vědomou nebo nevědomou metaforou vlastního života. Autorka je matkou dvou malých dětí, tak jistě není doma o medvídky nouze. Autorka je intuitivní tvůrce se zvláštním typem tvořivosti. Jemné a zdánlivě banální impulzy ze svého okolí ozvláštňuje vizuálně zajímavým způsobem a dodává jim smysl vícerozměrného vizuálního symbolu – uměleckého díla.
Vít Bouček, historik umění, 2010

Agregace medvědů. Při pohledu na shluk medvědů vytvořený Lucií Farářovou jsem si v daném kontextu kladl otázku, zda má tento objekt blíže k nanočástici, či agregátu (aglomerát to vzhledem k pevnosti švů rozhodně samozřejmě být nemohl). Na povrchu objektu se rozhodně vyskytovalo vysoké procento prvků schopných efektivně komunikovat s okolím. Pohled na něj zase rozhodně katalyzoval vznik myšlenek a představ, které by se jinde vzniknout zdráhaly. Na druhou stranu jednotliví medvědi ztratili zapojením do nové struktury značný díl své původní medvědovitosti a celý objekt na mě působil jednolitě a svébytně. Až se rozhodnu pro jednu z odpovědí, dám vědět….
Blíže k nanočásticícm: Nanočástice je hmotný útvar jehož všechny tři rozměry jsou menší než 100 nm (pro představu 1m = 1 000 000 000 nm). Je to tedy útvar velice titěrný, ale i přesto ho lze dále dělit. Skládá se totiž z několika stovek až milionů atomů, z nichž mnohé jsou deponovány na povrchu. A v tom právě tkví hlavní kouzlo nanočástic – oproti jiným hmotným objektům, jako je například zrnko písku či kapka vody, mají nanočástice nepopsatelně více atomů schopných komunikovat (v hantýrce chemiků reagovat) se svým okolím. Na vnějším povrchu nanočástic se tak mohou zachytávat (adsorbovat) různé další atomy či molekuly, které spolu vytvářejí sloučeniny, jimž by bylo zatěžko vzniknout jinde (heterogenní katalýza). Nanočástice též mohou sloužit jako Trojský kůň, na jehož zádech jsou různé látky schopné překonat vnější hranici buňky (buněčnou membránu) a vstoupit do nitrobuněčného prostoru. Toho se např. využívá při cíleném transportu léčiv, genové terapii atp. V mnoha typech kapalných i plynných prostředí (vzduch, voda, tělní tekutiny) se nanočástice cítí osamoceny a často pak vykazují nezadržitelnou tendenci ke shlukování. Je-li vzniklý shluk pouhým volným sdružením, z něhož se nanočástice s přispěním slabého impulsu mohou oddělit, hovoříme o aglomeraci, naopak nelze-li nanočástice ze skupiny vyrvat ani párem tažných koní, jedná se o agregaci. Agregáty i aglomeráty samozřejmě ztrácí většinu významných vlastností původních nanočástic, mají však vlastnosti nové – nezřídka rovněž z mnoha úhlu pohledu velice zajímavé (např. vyšší/nižší toxicitu).
Milostav Pouzar, chemik, toxikolog, VŠ pedagog FChT UPa, 2014

Instalace: NANOSKULPTURE I, II

Autor: Pavel Kopřiva
Rok vzniku: 2013 – 2014
Počet děl:
Nanostrukture I – 3 objekty, 1 tisk
Nanostruktura II – audiovizuální animace
Technika: elekrospining, počit. upravená fotografie, počítačová animace
Umístění: FCHT UPa

Texty: autor, historik umění–vědec, přírodovědec, filosof

NANO sculpture je umělecký experiment s nanotechnologií, který využívá snímků z elektronového mikroskopu. Na rozměrové úrovni buněk dochází k formování miniaturních vláken a vzniká nanoarchitektura. Projekt se pokouší aktivně zasáhnout do organizace nanovláken a vytvořit „umělecký“ scaffold. Nová kapitola historie portrétu ve věku nanotechnologie”. Umělecký experiment s nanovlákny používanými v tkáňovém inženýrství. Nanoachitektura tvořená nanovlákny pomáhá regeneraci tkání. V uměleckém díle, aktivní změnou fyzikálně-chemických parametrů ovlivňujících organizaci nanovláken při electrospinningu vzniká nanoarchitektura “uměleckých” lešení – jako nový typ portrétní techniky. Projekt vznikl ve spolupráci s laboratoří katedry netkaných textilií Fakulty textilní, TUL Liberec. Umělecký experiment s nanotechnologií, která je využívána v moderní medicíně jako pomocná konstrukce tkáňového inženýrství. Na rozměrové úrovni buněk dochází k formování miniaturních vláken a vzniká nanoarchitektura se schopností filtrovat škodlivé entity. Projekt se pokouší aktivně zasáhnout do organizace nanovláken a vytvořit „umělecký“ scaffold, kdy pomocí speciálního plošného spoje dochází k řízenému skládání strukturální vazby při electrospinningu.
Pavel Kopřiva, autor 2014

Věda a umění -Spojení věda a umění je pro mě důležité ze dvou hledisek. Prvním z nich je možnost využití nových technologií, které jdou ruku v ruce s novými vědeckými objevy. Mohu pracovat s technikami, které nejsou pro svět umění běžné a tak posouvám umělecký projev do oblastí, které ještě nejsou prozkoumané.Náročné technologie a nové způsoby přemýšlení ,inspirované světem vědy považuji za cestu, která pro mě ,výtvarného umělce, má smysl, protože mi umožňuje posunutí do oblastí kde hlavním hlediskem není jen intuice a temperament. Druhým hlediskem je výtvarný potenciál vědy, respektive potenciál světa laboratoří, výzkumných středisek a osobností zabývajících se vědou. Rozhovorem s nimi objevuji rozdílné i společné způsoby přemýšlení i když cíle práce umělce a vědce jsou zcela odlišné. Nelogické nápady umělcovi mysli mohou pozměnit exaktní pohled vědce a tím se oba směry lidského přemýšlení a tvoření obohacují. Jsem rád, že dochází k stále většímu propojení obou, předtím uzavřených, skupin a to pomáhá k nabourání stereotypů, které vědě a umění komplikují cestu „vpřed“ nebo jinam.
Pavel Kopřiva, autor 2013 – 2014

Nanotechnologie představují oblast, od níž moderní člověk mnohé očekává. Na fotografiích je zachycena tajemná „krajina“. Samotné snímky jsou pořízené technologií, která je zvětší do té míry, že to, co je lidskému zraku původně skryto, stává se pro něj čímsi hmatatelným a svou nevídaností pozoruhodným. Nanotechnologie nám však také připomínají, že makrosvět a mikrosvět je jedním celkem, jeden bez druhého není myslitelný: pro ty největší procesy jsou zásadní ty nepatrné. Onen zárodečný „bang“ by nikdy nebyl „big“, pokud by nebylo těch nepatrných, nejmenších – neviditelných – prvků… A člověk jakoby zvláštním řízením osudu stál na pomezí mikro a makro světa, v jakémsi středu na pomyslné stupnici, kterou měříme svět: jako ten, kdo je svorníkem všeho.
Aleš Prázný, filozof

Nanoscaffold jako umělecká technika.
Scaffold je anglický termín pro lešení, tedy pro dočasnou stavební konstrukci, která umožňuje práci v jinak těžko dostupných prostorech (zejména ve výškách). Tento termín se však v poslední době vžil zejména ve spojitosti s oborem
zvaným tkáňové inženýrství. Zde slouží scaffoldy jako dočasně existující podpůrné struktury umožňující růst určitého typu buněk například v místech, kde byla původní tkáň poškozena. Vítanou vlastností materiálů, které se pro přípravu scaffoldů využívají, je jejich biokompatibilita (materiál nepůsobí toxicky na tkáňové buňky a nevyvolává nepřiměřenou odezvu buněk imunitního systému) a biodegradabilita (poté co nová tkáň naroste, scaffold strávený či rozložený buňkami nové tkáně beze stopy zmizí). Jedním z materiálů, které lze k danému účelu využít, jsou i netkané textilie na bázi polymerních nanovláken. Jejich jemná struktura umožňuje zachycení příslušných buněk v místě aplikace, může být i zdrojem jejich výživy a prostředím schopným eliminovat negativní účinky zplodin buněčného metabolismu.
Podobně jako ve tkáňovém inženýrství může nanotextílie sloužit i v kontextu umělecké tvorby. Jemná struktura nanovlákna vyvolá prvotní vjem, který se následně rozroste do samostatně existující představy přetrvávající v mysli i dlouho poté, co je oční kontakt s výtvarně pojatým „scaffoldem“ dočasně přerušen či definitivně ukončen. Tak jako scaffold ve tkáňovém inženýrství umožňuje růst buněk určitého typu v určitém prostředí, tak i umělecký „scaffold“ působí zejména jako podpůrná struktura pro růst určitého typu představ. Ani jeden ze „scaffoldů“ tedy nepředstavuje hodnotu sám o sobě. Jejich funkce je neodmyslitelně spjata s existencí prázdného (možná nedostatečně využitého) prostoru, který je třeba zaplnit prvky specifických vlastností a s přítomností nadkritického množství vitálních a množení schopných zárodků těchto prvků v tomto prostoru.
Miloslav Pouzar, chemik, toxikolog, VŠ pedagog, 2014

Strategie konceptuálního umění obdivuhodným způsobem dokážou reagovat na rychle se měnící situace a dobové kontexty. Není snad ani myslitelné, aby současní umělci nebyli poznamenáni tvůrčími možnostmi a kritickou reflexí tohoto stěží ohraničitelného a uchopitelného umění, které se již více než čtyřicet let označuje jako umění konceptu.
Zpochybňování předchozích vývojových etap a kritické vztahování se k současnosti a jejím různým konvencím, vedlo i k proměnám náhledu na samotnou materialitu díla, k relativizování subjektivity umělce a odmítání vůle k estetizování
čehokoliv. Podstatné je to, co projde lidským vědomím. Přesvědčují nás o tom i naše vlastní životní zkušenosti. K tvůrcům, kteří se pohybují na této nejisté půdě s obdivuhodnou jistotou, patří i Pavel Kopřiva. I jeho tvorba nevychází z nějakého
prvotního smyslového vjemu nebo niterného prožitku, ale z předem stanovené strategie, plánu, pravidla nebo úvahy. Pohybuje se tedy v intencích základního principu konceptuálního umění: “Pracuje- li umělec konceptovými postupy, pak všechny svoje záměry a všechna rozhodnutí stanoví předem; jejich realizace je pak již jen mechanickou záležitostí“
(Sol Le Witt). Co vše ještě může probouzet emoce nebo nás znejisťovat odhalováním lidské zranitelnosti, destrukce lidské důstojnosti, omezování osobní svobody, zneužitelnosti moci apod., je tématem řady autorových projektů a realizací. Zviditelnění téměř neviditelného a jistě řada dalších úvah a pečlivě promyšlených konceptů, je předmětem autorova
zájmu o nanotechnologie. Že se nespokojí s nějakým jednoduchým zviditelněním, je téměř jisté.
Vít Bouček, historik umění

Elektrostatické zvlákňování, při kterém vznikají titěrná vlákna o průměrech osmdesátkrát menších než jsou rozměry bakterií, je fascinující jev. Svojí jednoduchostí technologického provedení na straně jedné a mnohostranností možných uplatnění na straně druhé přitahuje lidi nejrůznějších zaměření. Je skvělé, že krom technologů, techniků, chemiků, biologů a lékařů
jsou to i výtvarní umělci. Na jejich dílech obdivuji, křehkost vzniklých objektů, neurčitost jejich kontur a snahu o přesvědčivé sdělení. Je to stejné sjednocující úsilí, které projevují i lidé pracující v oblasti vědy o nanomateriálech.
David Lukáš, emeritní rektor Technické univerzity v Liberci, ČR

Pokud se máme podívat na nanomateriály a nanotechnologie z hlediska jejich bezpečnosti pro společnost, musíme k nim přistupovat jako k potencionálně škodlivým látkám. Je třeba zmínit, že touto problematikou se od roku 2000 zabývalo více než 10000 vědeckých publikací, které zkoumaly dopad nanomateriálů na lidské zdraví, řešily biologické dopady na zvířata, případně buněčné linie. Z takto vysokého počtu publikací je možno usuzovat na šíři zkoumaného tématu a vztaženo k faktu, že v roce 2013 bylo z oněch zmíněných 10000 článků publikováno 2846, je zřejmý fakt, že výzkum v této oblasti zdaleka neutichá a otázek, které je třeba zodpovědět stále přibývá. Spousta odborníků se o to snaží, avšak hlavní problém zkoumání toxicity, případně ekotoxicity nanomateriálů tkví v pradávnou praxí zakotveném úze, že je třeba určit hranici, kde je testovaná látka toxická pro daný testovaný organizmus a věnovat jí nějaký end point v podobě EC50, LC50, NOEL, NOAEL a podobně. Hlavní chybu testování toxicity nanomateriálů shledávám v tom, že se zatím nikdo z vědecké obce nepozastavil a nepřijal novou myšlenku. Je třeba zvolit mechanistický přístup k problematice. Částice stejného chemického složení, stejné krystalografické struktury, stejné stabilizace, či modifikace povrchu, jen s jediným rozdílem a tím je velikost částice, se bude v různých organismech chovat naprosto odlišně. Podívejme se na jeden příklad, který hovoří poměrně přesvědčivě pro tuto myšlenku.
Dýchací cesty jsou tou nejdůležitější cestou vstupu nanomateriálů do lidského organismu a proto bylo dosud nejvíce in vivo studií věnováno právě této problematice. Obecně platí, že s poklesem velikosti částic se pulmonální toxicita zvyšuje, a to i pro materiály, které jsou ve větších rozměrech prakticky netoxické. Již v roce 1994 provedl G. Obersdorster experiment (Oberdorster et al., 1994), při kterém sledoval míru zánětlivé reakce po intratracheální instilaci nanočástic TiO2 o průměru 25 a 250 nm. Imunitní odezva byla výrazně vyšší pro menší částice a míra toxického účinku závisela spíše na ploše než na hmotnosti aplikovaných nanočástic. Plíce tvoří efektivní bariéru proti přestupu nanočástic do systémového krevního oběhu. V různých částech dýchacích cest dochází k záchytu různých velikostních frakcí nanočástic. Zatímco částice o velikosti okolo 100 nm se v dýchacích cestách a plicích zachytávají rovnoměrně, částice menší než 10 nm se přednostně akumulují v tracheo – bronchiálním stromu, částice mezi 10 a 20 nm v alveolách a částice o velikosti blízké 20 nm v nosohltanu. Také orální toxicita nanočástic je výrazně ovlivněna jejich velikostí. Například Chen se svou skupinou (Chen et al., 2006) studovali orální toxicitu Cu o velikosti 23,5 nm – 17 µm. Zatímco největší částice byly netoxické i při dávkách převyšujících 500 mg.kg-1, hodnota LD50 pro testované nanočástice byla na úrovni 413 mg.kg-1. Toxicita nanočástic byla spojena s jejich vyšší schopností uvolňovat Cu2+ iont. Kromě chemické reaktivity povrchu je též orální toxicita nanočástic spojena s jejich schopností přestupovat z trávicího traktu do krevního oběhu. Tuto skutečnost demonstroval Hillyer (Hillyer and Albrecht, 2001) při experimentu se zlatými nanočásticemi o velikostech 4, 10, 28 a 58 nm. Při intravenózní aplikaci zlatých nanočástic ovlivňovala velikost zejména jejich distribuci v organismu (Sonavane et al., 2008). Částice o velikosti 50 nm byly krví rychle distribuovány prakticky do všech tkání a orgánů (srdce, plíce, játra, ledviny, slezina, brzlík, mozek, pohlavní orgány). Vetší částice (100 – 200 nm) byly nalezeny pouze v buňkách retikuloendotelového systému. Velikost částic je též významným parametrem v případě biokompatibilních systémů užívaných k cílenému transportu léčiv. V případě celé řady nanočástic náležících do této skupiny může v průběhu jejich cesty organismem docházet k biodegradaci a s ní spojené změně distribuce velikosti částic. Menší částice se pak vyznačují vyšší schopností přestupovat fyziologické bariéry (hematoencefalická, placentární, alveokapilární, atd.), dále zvýšenou schopností uvolňovat transportované léčivo a také snadnějším vylučováním z organismu (Panyam et al., 2003). A jakoby situace nebyla už tak dost komplikovaná, je třeba zmínit fakt, že pro pohlcení konkrétní částice buňkami je mnohem důležitější složení proteinové korony (soubor proteinů adsorbovaných na povrchu částice) než její velikost. Znázornění tvorby korony se nachází na obrázku 1. Procesem pinocytózy dochází k internalizaci nanomateriálů i do buněk, které nejsou součástí imunitního systému. Vznik vezikulů při transportním procesu je řízen celou řadou regulačních proteinů (klathrin, kaveolin 1-3, flotillin, RhoA, CDC 42 a ARF 6). Pomocí klathrinem řízené endocytózy přestupují buněčnou membránu částice o maximální velikosti 150 – 300 nm, velikostní limit pro kaveolinem řízenou endocytózu je 80 nm, pro flitillinem a ARF 6 řízenou endocytózu je to 100 nm, pro RhoA řízenou endocytózu je to 200 nm a u CDC 42 řízené endocytózy je to 50 nm. Částice větší než 200 nm pak mohou k prostupu do buňky využít makropinocytózu.
Obrázek 1: Formování proteinové korony okolo nanočástice. a. původní nanočástice před kontaktem s proteiny; b. nanočástice v kontaktu s proteiny – ustanovování rovnováhy; c. zformování stabilní proteinové korony. Dojde-li během formování korony k chemisorpci, jedná se o děj ireverzibilní. Za předpokladu fyzikální adsorpce proteinů na povrchu nanočástice jde o děj reverzibilní a proteinová korona je v rovnováze s okolní matricí. Překresleno dle (Elsaesser and Howard, 2012).
Jinými slovy – toxicita nanomateriálů je ovlivněna celou paletou fyzikálně – chemických proměnných, jejichž výčet je téma na dizertační práci a v současném stavu lidského poznání není možné zaujmout k celé problematice stanovisko s jasným a jednoduše formulovatelným závěrem.
Jakub Opršal, chemik, toxikolog

Instalace: Konverze asociací III – Autopoisis

Autor: Miroslav Hoza a Alexandra Prokopová
Rok vzniku: 2013- 2014
Počet děl :
Konverze asociací III / Autopoiesis – 1 x velkoformátový tisk / spoluautor A.Prokopová
Technika: digitálně upravená fotografie
Umístění: FCHT UPa

Text: autor

Konverze asociací III – Autopoisis je aranžovaná fotografie chemického skla, která pracuje s interferencí světla, světelnými lomy, odrazy a stíny heterogenních směsí plynů s různými roztoky povrchově aktivních látek a při fázových přechodech. Čistota chemického skla nechá vyniknou vnitřnímu dějství těchto fyzikálně – chemických procesů. Pěny a bubliny jsou záznamem jedinečného chování hmoty na dimenzi 10-9 m, příkladem procesu samoorganizace hmoty, podobně jako sněhová vločka nebo molekula DNA. Jsou pro mne metaforou procesů, které dávají vzniknout křehkým a jedinečným strukturám, jež tvoří jednu ze základních (bio)fyzikálních vrstev evoluce života. Bubliny jsou fascinující fenomén William Thomson lord Kelvin prý jednou řekl: „Vyfoukněte si mýdlovou bublinu a pozorujte ji, můžete jí studovat celý život a pokaždé vám dá novou lekci z fyziky“
Alexandra Prokopová, autor, výtvarník, chemik, kurátor

Licence Creative Commons
Toto dílo podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte dílo komerčně-Zachovejte licenci 4.0 Mezinárodní License.

  •