A 18 éves leendő magyar űrmérnök találmányát már világbajnokságon is elismerték

Amikor ez az interjú készül, még a szóbeli érettségi előtt állsz. Több országos versennyel és a világversennyel a hátad mögött izgulsz még egy ilyen vizsga előtt?
Voltam jó pár fizikaversenyen a gimnáziumi évek alatt, tavaly pedig részt vettem az Országos Ifjúsági Tudományos és Innovációs Versenyen, ezért a reál tantárgyaknál egyáltalán nem izgultam. Fizikából és matekból emelt szinten érettségiztem, az angolt pedig már tavaly megcsináltam. Hétfőn magyarból és töriből szóbelizek – a magyartól egy kicsit tartok, de ez sem annyira vészes. 

Tizenhét évesen készítettél egy laboreszközt. Az „UV-megvilágító berendezés fejlesztése fotokémiai ligand kapcsoláshoz” projekttel a hazai versenyen első helyezést értél el, az európai megmérettetésen különdíjjal zártál, és most májusban az amerikai világbajnokságon szintén különdíjat kaptál. Mit kell tudni a találmányról, mire jó?
Kicsit távolról indítok. A fehérjék egyrészt elképesztően fontos szerepet töltenek be az életünkben, másrészt nagyon bonyolult a kölcsönhatási hálózatuk. Annyira fontosak, hogy a biológiai örökítőanyag, a DNS fehérjéket kódol, tehát amit a szüleinktől öröklünk, az gyakorlatilag a fehérjék szerkezete. 

Ez alapján működik az élet, illetve nagyon sok olyan gyógyszer van, ami fehérjéken keresztül fejti ki a hatását, ezért gyógyszerkutatási szempontból is fontos, hogy vizsgáljuk őket. 

Ha az ember mikroszkóppal ránéz egy sejtmintára, akkor önmagában nem fogja látni a fehérjéket, ezért láthatóvá kell tenni őket. Erre módszer a fehérjejelölés. Amivel én foglalkozom, azt ligand-alapú fehérjejelölésnek hívják. Lényege, hogy a fehérjéhez a vegyészek szintetizálnak egy olyan molekulát, ami csak ahhoz az egy típusú fehérjéhez fog kapcsolódni. Ha ezeket a molekulákat megjelöljük valamilyen fluoreszcens (világító) újabb molekulával, akkor a fehérjék már láthatóak lesznek. 

A baj az, hogy a jelölésünk a fehérjéhez nem kötődik erősen, nem megbízható: gyorsan rákötődik, de gyorsan el is távolodik. Azért, hogy ezt kiküszöböljük, egy ragasztó molekulát lehet alkalmazni, ami UV-fény hatására aktiválódik, és a fehérjével kovalens kötést hoz létre. Ha a ragasztómolekulát rárakjuk a jelölésre, és megvilágítjuk UV-fénnyel, akkor a molekula már szétválaszthatatlan lesz a fehérjétől.

Az általam épített eszköz ezt a megvilágítást gyorsítja fel, automatizálja, így rövid idő alatt sok kísérletet lehet vele elvégezni. Két perc alatt lehet vele megcsinálni 12 mintát, míg előtte kb. fél órába telt egyet létrehozni. 

A gimnazista diákok az utolsó egy-két évben általában azon gondolkodnak, hogyan készüljenek fel az érettségire, hova jelentkezzenek egyetemre, továbbtanuljanak-e egyáltalán. Neked hogy jött, hogy mindemellett laborba járj és vegyészek, kutatók problémáinak megoldásával foglalkozz?
Mind apai, mind anyai ágon mérnökcsaládból származom. Már a dédszüleim között is akadt bőven mérnök, úgyhogy szerintem mindenképp van benne egy kis genetika. (nevet) Édesapám a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben (MTA-KOKI) dolgozott, ezért kisgyerekkorom óta elég sokat jártam oda. Tetszett a sok különleges berendezés, érdekelt, mi hogyan működik, és szerettem otthon kísérletezgetni, barkácsolni. Ott, a kutatóintézetben vetődött fel a korábban említett probléma a fehérjékkel kapcsolatban, dr. Prokop Susanne foglalkozik ezzel a területtel, ő volt a mentorom. 

Elmagyarázta, mi az, amit tudnia kellene ennek a gépnek, aztán én otthon számítógépen megterveztem, 3D nyomtatóval kinyomtattam, összerakosgattam, és a kész terméket vittem be a laborba kipróbálni.

 Több tudományágat hoztál össze: vegyészet, programozás, mérnöki tervezés. Ezekhez mind értesz is?
Ez túlzás, én sem a biológiai, sem a vegyészeti komponensével nem foglalkoztam, ez tisztán mérnöki projekt. Az optikát, ami az UV-fény előtt van, kellett megtervezni, illetve azt, hogy milyen anyagból készüljön az eszköz. Programozni kellett, áramkört tervezni és készíteni, szerteágazók voltak a feladatok. Nem mondom, hogy mindegyikhez értek, volt, amit a projekt alatt tanultam meg. A 3D nyomtatással például sohasem foglalkoztam, és az egész projekt így egyben komoly kihívás volt. 

Hogyan néz ki a szerkezet?
Az eszközben van egy 40x25 centis alaplap, erre van rögzítve a műszer. Az alaplapon van egy speciális optikájú UV-lámpa, e fölött egy több állapotú sejttenyésztő edény mozog, amelyen lyukak vannak. A lámpát egy motor mozgatja kétdimenziósan, tetszőleges pozícióban. Az alaplap szélén van az áramkör és a tápegység, ami vezérli az egészet.

Kép

Fotó forrása: Magyar Innovációs Szövetség

Dallasban különdíjas lettél most májusban. Milyen élmény volt a világverseny?
Az International Science and Engineering Fair lényegében egy innovációs világbajnokság. Dallasban egy konferenciaközpontban rendezték, ahol mindenkinek volt egy saját bemutatótere. A nap elején megkaptuk, hogy hány zsűri és mikor érkezik az adott versenyzőhöz, velük egy negyedórás beszélgetés volt. Miután előtte már kellett beadni írott anyagot a projektről, gyakran már konkrét kérdésekkel jöttek. Minden angolul zajlott, így óriási élmény volt beszélgetni, megismerkedni a többiekkel. Olyan projekteket mutattak be, amelyek teljesen lenyűgöztek. Az egyik versenyző a mesterséges intelligenciát használta fel daganatkimutatásra. A mérnöki részen volt egy fiatalember, aki egy rakétakilövő állomást épített másfél méter magas rakétához, és az egészet elhozta. 

1700 diák a világ minden tájáról
Az International Science and Engineering Fair, azaz a tudományos versenyek világbajnoksága a világ legszínvonalasabb versenye az ifjú tudósok számára. Az eseményt 2023. május 14-19. között rendezték az amerikai Dallasban. A legkiválóbb ifjú tudósok, mérnökök és kutatók kvalifikálhatták magukat, közel 1700-an. Barna Benedek Lászlóhoz hasonlóan a magyar csapat tagja volt Kovács Nóra Anna, a kolozsvári János Zsigmond Unitárius Kollégium diákja is. Mindketten a 31. Országos Ifjúsági Tudományos és Innovációs Verseny első díjasai. Forrás: innovacio.hu

Mit jelent számodra ez a különdíj? Milyen további lehetőségeket nyertél vele?
A különdíjakat a versenytől független szervezetek vagy egyetemek ítélték oda. Én az INCOSE nevű szervezettől kaptam egy különdíjat, ez egy rendszermérnöki társulás. Egyéves diáktagságot nyertem, ez azt jelenti, hogy meg tudok nézni publikációkat, elmehetek az előadásaikra, és részt vehetek az idén nyáron tartandó éves szimpóziumukon.

A családod, akár a mérnök felmenőid vagy az osztálytársaid, hogyan fogadták a sikereidet?
Nagyon jólesett a sok biztatás, a támogató hozzáállás. Az iskolámtól minden segítséget megkaptam, hisz korábban egy robotépítő versenyen is értünk el csapatban első helyezést itthon. Legnagyobb támogatóm és drukkerem nagyapám, Tóth Ferenc Gyula volt, aki gépészmérnökként ipari létesítmények gázrendszereinek engedélyezésével foglalkozott. Az európai versenyemet még végigizgulta velem, de sajnos karácsony előtt hirtelen elvesztettük őt, így a világverseny örömét és tapasztalatát már nem tudtam elmesélni neki. 

Mi lesz a találmányod sorsa?
Kipróbálták, és működik, de egy-két változtatásra még szükség van. Az MTA KOKI-ban fogják használni, alapkutatásokban és gyógyszerek hatásmechanizmusának vizsgálatában. 

Ha a jövőt nézzük, ez egy elég új módszer, és azt reméljük, hogy egyre több területen, nem csak fehérjekapcsolatoknál lehet majd alkalmazni. Nagyon örülnék, ha lenne még egy-két labor a világon, akiknek megépíthetném. 

2021 őszén kezdtem vele foglalkozni, és az innovációs verseny döntőjére készült el, az azt követő tavaszra. Tehát kb. fél év volt megépíteni, de most már, mivel minden részletet tudok a megépítéséhez, szerintem úgy két hét elég lenne rá. 
Amikor még nem létezett ez az eszköz, a megvilágítási procedúrát többféle módon valósították meg. Volt, hogy internetről rendelt UV-lámpát használtak, de ez nagyon nem volt hatásos. Egy mikroszkópnak volt hasonló funkciója, és azt is használták erre a feladatra, azonban a mikroszkóp egy több százmilliós eszköz, nem nagyon lehet mozgatni, eléggé korlátozza a kutatás kivitelezhetőségét. Pedig fontos, hogy például hideg szobában is lehessen kísérletet végezni, ahová az ember nehezen mozgat át egy mikroszkópot. 

Ezt úgy kell elképzelni, hogy megveszi majd tőled a kutatóintézet az eszközt?
Erről még korai beszélni, mert ez még nem a végleges formája az eszköznek. Jelenleg nem üzleti modellben gondolkodom, hiszen nekem igazán különleges érzés, hogy az én eszközömet használják Budapesten egy világszínvonalú laborban. 

A napokban hivatalosan is vége a gimnáziumi éveidnek. Hova készülsz utána?

Több neves angliai és amerikai egyetemre felvettek, valószínűleg Londonban folytatom a tanulmányaimat Aerospace Engineering, illetve Aeronautical Engineering szakon. 

Ez repüléstechnikát, áramlástant és űrmérnöki tanulmányokat jelent, ami alapképzés szinten nem létezik Magyarországon. 

Fel sem vetődött, hogy magyar egyetemre jelentkezz?
Ha jól tudom, idén indult ezen a területen először mesterképzés nálunk, de amikor én jelentkeztem, még nem tudtam, hogy itthon is lesz ilyen. Egészen biztos voltam abban, hogy ezen a területen szeretnék tanulni, így ennek megfelelően választottam ki az egyetemeket.

Akkor gyakorlatilag oda már fel is vettek?
Az amerikai egyetemekre felvettek, mert még előző nyáron megcsináltam az amerikai érettségit is, az angol egyetemeken pedig gyakorlatilag az érettségi bizonyítvány angol fordítását kell bemutatni. Az volt a követelmény, hogy az emelt szintű érettségik legyenek 60 százalék fölött. (Benedek minden érettségi tárgyból dicsérettel végzett, 94–96 százalékos eredményekkel, és még a kissé féltett magyarból, történelemből is 96 százalékot teljesített – a szerk.) 

Van álommunkád, amivel szívesen foglalkoznál az egyetem után?
Nagy álmom, hogy egy űrprogramban dolgozzam, de szívesen építenék repülőgépeket, terveznék hajtóműveket. Ha az itthon elfogadott űrstratégia megvalósításába be tudnék kapcsolódni, arra nagyon büszke lennék.

Most a verseny és az érettségi után azért gondolom, pihenni is szeretnél. Mik a nyári terveid?
Egy kicsit „határidők nélkül” kalandozni a barátaimmal, fesztiválozni, kimenni terepbiciklizni, búvárkodni.