Μαρία Καφεσάκη: Η επιστήμη πέρα από τα συμβατικά υλικά

Η έρευνα που διεξάγεται στην εποχή μας στον τομέα των υλικών είναι εντυπωσιακή. Ακόμη πιο εντυπωσιακές είναι οι επιδόσεις των ερευνητικών φορέων στην καινοτομία που σχετίζεται με τα υλικά και ειδικότερα οι άνθρωποι που βρίσκονται πίσω από αυτήν. Η αφοσίωση και η συνέπεια των ερευνητών έχει οδηγήσει την επιστήμη των υλικών σε πεδία που ίσως να φάνταζαν αδύνατα μέχρι πριν λίγα χρόνια και έχει δώσει στην καινοτομία τη σωστή της διάσταση: επιλογή, στρατηγική και επένδυση.

Η ομάδα του RAWMATHUB.GR είχε τη χαρά να συνομιλήσει, σε μια αποκλειστική συνέντευξη, με τη Μαρία Καφεσάκη, η οποία ανέλυσε όλη την πρόοδο της βασικής έρευνας που έχει επιτευχθεί τα τελευταία χρόνια από τις ερευνητικές ομάδες στις οποίες συμμετείχε στον τομέα των ηλεκτρομαγνητικών μεταϋλικών. 

Η Μαρία Καφεσάκη αναγορεύτηκε σε διδάκτορα το 1997 από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης και συνέχισε ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) και αργότερα στο Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC) της Ισπανίας. Η έρευνά της τα τελευταία χρόνια αφορά μελέτη της διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε σύνθετα τεχνητά υλικά, με έμφαση σε μια κατηγορία καινοτόμων τεχνητών υλικών που είναι γνωστά ως μεταϋλικά. 

RAWMATHUB.GR: Αγαπητή κα. Καφεσάκη πείτε μας λίγα λόγια για εσάς

Μαρία Καφεσάκη: Πήρα πτυχίο το 1990, από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης και το διδακτορικό μου και η μεταδιδακτορική μου έρευνα αργότερα (σε ΙΤΕ και CSIC) αφορούσε διάδοση ακουστικών και ελαστικών (π.χ. σεισμικών) κυμάτων σε περιοδικές δομές (π.χ. φωτονικούς κρυστάλλους) ή δομές με τυχαιότητα.

Το 2000 επέστεψα στο ΙΤΕ, ως μεταδιδάκτορας αρχικά και σύντομα ως εκλεγμένη ερευνήτρια, και ξεκίνησε η ενασχόλησή μου με τη διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε σύνθετα μέσα, κάτι το οποίο αποτελεί και το τρέχον μου ερευνητικό αντικείμενο.

Από το 2011 που εκλέχτηκα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια στο Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών του Πανεπιστημίου Κρήτης, μου δώθηκε η δυνατότητα να είμαι σε πιο στενή επαφή με φοιτητές, να ακούω με χαρά τους προβληματισμούς και τις ιδέες τους στον τομέα των υλικών καθώς και να γνωρίσω από πιο κοντά διάφορες και διαφορετικές κατηγορίες υλικών.

Ίσως φανεί λίγο εγωιστικό αλλά ο στόχος μου από την αρχή της καριέρας μου ήταν να κάνω κάτι που θα είναι πηγή προσωπικής ανάπτυξης, πρόκλησης αλλά και απόλαυσης για εμένα. Και το μέσον για αυτό ήταν η προσπάθεια να διευρύνω όλο και περισσότερο τους ορίζοντές μου όσον αφορά τόσο τη γνώση και την κατανόηση του κόσμου που μας περιβάλλει, όσο και γνώση των μαθηματικών και φυσικών μοντέλων για την περιγραφή αυτού του κόσμου και τη σχεδίαση ενός «καλύτερου κόσμου»!

Λίγο πολύ οι στόχοι αυτοί εξακολουθούν να υφίστανται. Έχει ενδυναμωθεί όμως η επιθυμία της συμβολής μου στη σχεδίαση ενός «καλύτερου κόσμου», στη συγκεκριμένη περίπτωση καινοτόμων υλικών και υπηρεσιών, κυρίως στην υπηρεσία της ανθρώπινης ζωής.

Έχει επίσης προστεθεί ο στόχος/επιθυμία να μεταφέρω τη γνώση και εμπειρία που έχω αποκομίσει τα χρόνια της ερευνητικής μου πορείας σε όσο γίνεται περισσότερους νέους ερευνητές, συνεισφέροντας όσο μπορώ σε μια νέα γενιά ερευνητών με όραμα και ενθουσιασμό. Η επίτευξη αυτών των στόχων, δυστυχώς, εμπλέκει και πιο πεζά θέματα όπως π.χ. συνεχή προσπάθεια εξασφάλισης των οικονομικών πόρων που θα επιτρέψουν τη συντήρηση μιας εύρωστης και παραγωγικής ερευνητικής ομάδας. 

RAWMATHUB.GR: Μπορείτε να μας περιγράψετε τι σας κέντρισε το ενδιαφέρον να ασχοληθείτε με τον τομέα διάδοσης κυμάτων σε φωτονικούς κρυστάλλους και ηλεκτρομαγνητικά μεταϋλικά;

Μαρία Καφεσάκη: Ξεκίνησα τη μελέτη των μεταϋλικών από τα μεταϋλικά αρνητικού δείκτη διάθλασης. Τα υλικά αυτά σχετίζονται με πληθώρα νέων και απρόσμενων φυσικών φαινομένων, π.χ. αντίθετη ταχύτητα ενέργειας και φάσης, αρνητική γωνία διάθλασης, κ.ά., τα οποία συνδέονται με εξαιρετικά πλούσια Φυσική και Μαθηματικά, καθώς και με πληθώρα καινοτόμων εφαρμογών.

Ο συνδυασμός αυτός όχι μόνο μου κέντρισε το ενδιαφέρον αρχικά αλλά το διατηρεί αμείωτο τα τελευταία είκοσι χρόνια, καθώς ο τομέας των μεταϋλικών διευρύνεται συνεχώς, συνδέεται με νέα φαινόμενα (π.χ. τοπολογικές ιδιότητες, δημιουργία νέων συχνοτήτων μέσω χωρο-χρονικής μεταβολής των ιδιοτήτων του μεταϋλικού) και δίνει συνεχώς νέους καρπούς (π.χ. αναδιαμορφώσιμες έξυπνες επιφάνειες μεταϋλικών (μετα-επιφάνειες), μανδύες αορατότητας, κ.ά) και διαρκώς νέα τροφή για έρευνα και καινοτομία.

RAWMATHUB.GR: Που μπορούν να έχουν σύγχρονη εφαρμογή τα αποτελέσματα της έρευνάς σας;

Μαρία Καφεσάκη: Με την ερευνητική μου ομάδα έχουμε σχεδιάσει πολλές δομές μεταϋλικών που είναι υποσχόμενες για εφαρμογές, π.χ. χειρόμορφα μεταϋλικά που μπορούν να δώσουν μεγάλη στροφή της πόλωσης ενός κύματος και μπορούν να αντικαταστήσουν με επιτυχία ογκώδεις συμβατικές διατάξεις για διαμόρφωση πόλωσης, υπέρλεπτες μετα-επιφάνειες που δίνουν τέλεια απορρόφηση του φωτός και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ηλεκτρομαγνητική θωράκιση ή φωτοανίχνευση, μετα-επιφάνειες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υπερευαίσθητα συστήματα ανίχνευσης ουσιών, μετα-επιφάνειες που προσφέρονται για ψύξη μέσω εκπομπής υπέρυθρης ακτινοβολίας (radiative cooling), κ.α.

Ωστόσο, επειδή η ερευνητική μου ομάδα ασχολείται κυρίως με βασική έρευνα, τα περισσότερα από τα αποτελέσματά μας δεν είναι άμεσα αξιοποιήσιμα σε εφαρμογές και απαιτούν συνέχιση της έρευνας και διεύρυνση της κλίμακάς τους. Ανάμεσα στα αποτελέσματα που είναι πιο «έτοιμα» για αξιοποίηση θα μπορούσα να αναφέρω προηγμένα μικροκυματικά κυκλώματα με χρήση μεταϋλικών, καθώς και αναδιαμορφώσιμες μετα-επιφάνειες ελεγχόμενες από υπολογιστή μέσω κατάλληλου λογισμικού. 

RAWMATHUB.GR: Υπάρχει κάποιο άλλο πεδίο έρευνας με το οποίο θέλετε να ασχοληθείτε ή προέκυψε στην πορεία, και δεν έχετε ασχοληθεί ακόμα;

Μαρία Καφεσάκη: Το πεδίο των μεταϋλικών είναι τόσο ευρύ και συνδέεται με πολλά διαφορετικά θέματα της Φυσικής και των Επιστήμης των Υλικών που συνεχώς μου αποκαλύπτει θέματα στα οποία θα ήθελα να έχω καλύτερη γνώση και κατανόηση και με τα οποία θα ήθελα να ασχοληθώ.

Για παράδειγμα, συνδυάζοντας τις έννοιες των μεταϋλικών με προηγμένα ή ενεργά υλικά, π.χ. φωτοαγώγιμα, ηλεκτρο-οπτικά, μαγνητο-οπτικά, διδιάστατα, κ.ά, μπορεί να σχεδιάσει κανείς μια νέα γενιά ενεργών μεταϋλικών με ιδιότητες πολύ διαφορετικές και ενδιαφέρουσες από αυτές των συνιστώντων τους υλικών. Επίσης τα μεταϋλικά με ενεργά (gain) υλικά και οι δυνατότητές τους (π.χ. σε προηγμένα συστήματα και συστήματα λέιζερ) είναι ένα θέμα που μου έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον και δεν έχω ασχοληθεί ακόμα όσο θα ήθελα, καθώς και μη γραμμικά φαινόμενα σε μεταϋλικά. 

RAWMATHUB.GR:  Έχετε κάποιες συμβουλές για τους νέους αποφοίτους που θέλουν να ακολουθήσουν ακαδημαϊκή καριέρα σε συναφή τομέα με τον δικό σας στην Ελλάδα;

Μαρία Καφεσάκη: Ο ακαδημαϊκός χώρος είναι ένας χώρος που προσφέρει πολλές συγκινήσεις και πολλές και διαφορετικές εμπειρίες. Συνδέεται όμως με συνεχή προσπάθεια και απαιτεί εργατικότητα και εξαιρετική υπομονή και επιμονή (τα σημαντικά αποτελέσματα συνήθως απαιτούν … σημαντική προσπάθεια).

Επίσης η δυνατότητα μόνιμης επαγγελματικής αποκατάστασης, που κάποιοι θεωρούν σοβαρό πλεονέκτημα της Ακαδημαϊκής καριέρας, είναι κάτι που στις περισσότερες περιπτώσεις δεν έρχεται ούτε εύκολα ούτε γρήγορα. Εν τούτοις θεωρώ ότι αξίζει τον κόπο και την προσπάθεια.

Ένα χρήσιμο από πολλές απόψεις και σημαντικό βήμα για μια ακαδημαϊκή καριέρα, το οποίο θα πρότεινα, είναι η θητεία/μαθητεία σε αναγνωρισμένα Πανεπιστήμια και Ερευνητικά Κέντρα του εξωτερικού. Η διεύρυνση της οπτικής του νέου αποφοίτου και η ευκαιρία να ανταπεξέλθει σε ένα περιβάλλον διαφορετικό στο οποίο πρέπει να προσαρμοστεί και να μάθει, είναι εφόδια που θα τον βοηθήσουν σημαντικά στην Ακαδημαϊκή καριέρα, αν αυτό επιλέξει.

RAWMATHUB.GR: Μπορείτε να μας πείτε μέσα σε λίγες λέξεις τι έχετε αποκομίσει από την επαγγελματική σας πορεία μέχρι σήμερα;

Μαρία Καφεσάκη: Μπορώ να πω με δύο μόνο λέξεις: Πάρα πολλά! Κέρδισα γνώση, ένοιωσα ενθουσιασμό, χαρά, συγκινήσεις, είχα αλληλεπίδραση με πολλούς διαφορετικούς ανθρώπους διαφορετικών εθνικοτήτων και απέκτησα γνώση του κόσμου μέσω των επαγγελματικών ταξιδιών και την αίσθηση ότι είμαι πολίτης του κόσμου. Ασφαλώς βέβαια πρέπει να αναφέρω ότι στην πορεία μου δεν έχει λείψει και το άγχος, οι αγωνίες και οι απογοητεύσεις. Όμως το ισοζύγιο, ευτυχώς, ήταν πάντα θετικό!

RAWMATHUB.GR: Σας ευχαριστούμε πολύ για τον χρόνο σας κα. Καφεσάκη!

Μαρία Καφεσάκη: Κι εγώ σας ευχαριστώ θερμά!

*Αναλυτικότερες πληροφορίες για τις ερευνητικές δράσεις που αναφέρονται στο κείμενο μπορείτε να βρείτε στη διεύθυνση: http://esperia.iesl.forth.gr/~kafesaki/