Fizikai Szemle 2002/8. 243.o.

Budapesten születtem 1935-ben. A Mária utca 29. szám alatt laktunk. A Trefort utcai Mintagimnáziumba jártam, ahová Kármán Tódor és Teller Ede is. Egy évvel alattam járt Kirtz János, Teller unokaöccse. Legmaradandóbb hatással fizikatanárom, Mesik Béla volt rám, aki elsőrangú ember volt. Kémiatanáromra már nem emlékszem. Tompa József tanította a magyar irodalmat (meg az angolt is). Én író akartam lenni, esetleg történész. De édesapám fontosnak érezte, hogy valami konvertibilis szakmát válasszak, amiből meg is lehet élni. Ezért 1953-ban a Budapesti Műegyetemre iratkoztam be vegyészmérnöknek. Budapesten ismertem meg leendő feleségemet. Budapesten lettünk jóbarátok Springer Gyurival is, aki most Stanfordban az asztronautika professzora.

Az 1956-os forradalom után, negyedévesen mentem el. Bécsben egy diákotthonban laktam. Ekkor érkezett oda Berkeley-ből Tóbiás Kornél orvosfizikus, aki orvosfizikával, radioizotópokkal foglalkozott Lawrence mellett. Odaadta öccsének, Tóbiás Károlynak a névjegyét, aki szintén Berkeley-ben tanított vegyészmérnököket, mondván, hogy ha érdekel ott egy egyetemi lehetőség, értesítsem Tóbiás Károlyt. Amikor magyar menekültként kivittek Amerikába, állást kerestem. Tóbiásnak is írtam. Ő válaszolt először, felajánlottak egy próbaidős graduális ösztöndíjat, 18 éves feleségemnek pedig elsőéves hallgatói felvételt.

Berkeley-ben kellett keresnem egy kutatásvezetőt. Nagy magyar előrelátással katalizátorokkal vagy polimérekkel akartam foglalkozni, mert éreztem, hogy mindkettőnek nagy jövője van. De Berkeley-ben még senki nem dolgozott ezeken a területeken. Egy szervetlenkémikus professzor, Richard Powel, a következő témát ajánlotta: a katalízis tanulmányozása kisszögű röntgenszórással. Elkezdtem rajta dolgozni, három éven belül, 1960-ban Berkeley-ben ledoktoráltam fizikai kémiából. Közben azonban rájöttem, hogy a fizikai kémia jövője a molekuláris és atomi szinten való kutatás. A röntgenszórás erre nem volt alkalmas. Ezért átmentem az IBM-hez. Ott akartam szilárdtestfizikát tanulni, ez volt a tranzisztorok virágkora.

Négy év múlva a felületek kezdtek érdekelni. Nyilvánvaló volt, hogy a tranzisztor fejlődési iránya a miniatürizálás lesz: le kell rövidíteni az elektron útját a tranzisztoron keresztül, mert ez növelheti a számítógép működési sebességét. Kisebb és kisebb tranzisztorokat kell elhelyezni nagyobb és nagyobb felületen, amíg a monomolekuláris réteget el nem érik. Láttam egy hirtelen kifejlődött technikát: az alacsonyenergiájú elektrondiffrakciót. 1927-ben ezért kapott Nobel-díjat a Davidson-Germer-kísérlet. Ezzel a módszerrel a fémfelületet atomi rétegszintig lehetett vizsgálni. Rábeszéltem, hogy az IBM vegye meg nekem az első kommerciális elektrondiffrakciós berendezést. Mikor megkaptam, lelkesen kezdtem vele dolgozni. De rá 2-3 hónapra bejött hozzám a főnököm és közölte: holnaptól a kristálynövesztő csoportot kell vezetnem, ahol gallium-arzenid kristályokat állítottak elő. Mondtam, hogy én nem akarom azt csinálni, de a főnök hajthatatlan volt.

Ekkor kezdtem állás után nézni. Végül is docensként visszamentem Berkeley-be 1964 júniusában, hogy ott folytassam munkám az alacsonyenergiájú elektrondiffrakcióval. Kiderült, hogy ez a téma teljesen a fizikusok kezében van, de nem jutott eszükbe, hogy félvezetőn kívül más anyagot is megvizsgáljanak. Én platinán kezdtem dolgozni, hogy molekulákat rakjak a fém felületére. Platina a világ legjobb katalizátora, rajta fedezték fel a katalízis jelenségét. Goethével egyidőben élt Dübereiner, aki 1823-ban platinát kapott Oroszországból. A platinát hidrogénforrás elé tette, és láng lobbant fel: a hidrogén egyesült a levegő oxigénjével. Vállalkozó szellemű ember lévén csinált egy öngyújtót, ami ezen az alapon működött. Néhány tízezret eladott belőle Európában még a gyufa felfedezése előtt. Davy is platinát tett a bányászok által használt Davy-lámpába: amikor az a bányász kezében fényleni kezdett, az metán jelenlétére figyelmeztetett, mert a platina katalizálta a metán oxidációját.

Elektronszórással először a tiszta platina felületének szerkezetét vizsgáltam. Felfedeztem a tiszta fémkristály spontán elrendeződését (1964), amit a Physical Review 1965. márciusi száma közölt. Ezt mások nem akarták elhinni. 1968-ban az Auger-spektroszkópia lehetővé tette a rugalmatlan elektronszóródás vizsgálatát, amivel már ellenőrizni lehetett a felület kémiai összetételét. Így azután be tudtuk bizonyítani, hogy tiszta platináról van szó, a kristályrend kialakulását tehát nem szennyeződés idézi elő. (Platina mellett aranyon és irídiumon is bemutattam ugyanezt a jelenséget, ezek a fémek a platina testvérei a Periódusos Rendszerben.)

Később molekulákat kezdtünk rakni a platina felületére, például CO-ot. Azt találtuk, hogy a platinafelület hatására a molekula más alakba rendeződött át: mozgott a kémiai kötés felszakadása nélkül! Ez tehát nem kémiai katalízis, hanem fizikai alakító hatás volt! 15 évre volt szükség, hogy a jelenséget elméletileg megértsék, ehhez az igazi hozzájárulást elméleti fizikusok adták. Hidrogén-árammal megmutattam, hogy a platina még H-D cserét sem tud létrehozni a molekulában. Amikor ezt egy Gordon-konferencián elmondtam, nem akarták elhinni, hogy platina-katalizátorral nem tudom azt a kötés-elszakítást véghezvinni, ami pedig a folyékony nitrogén hőmérsékletén is megfigyelhető.

Egy platinakristályt a kristálysíkhoz viszonyítva pár fokkal ferdén elvágtunk. A vágási felületen láttuk az egyes lépcsőket, amelyek atomnyi magasak voltak. Ilyen felület már létrehozta a H-D kicserélődést! Tehát a kémiai átalakulást a kristályhibák katalizálják. Most, 20 év után már értjük az egészet. Eredményünk elismerést nyert: teljesen rendezett kristállyal a molekuláris kötés természetét lehetett fizikailag tanulmányozni. Defektusos felülettel kémiai reakciókat lehetett katalizálni. Azóta mindkét utat járjuk, mindkét technikával foglalkozunk.

A molekuláris kötés vizsgálatánál kedvencem az etilén volt: H₂C=CH₂. Platina felületén ebből a platina elvezet egy protont, (ebben a platina képessége kiváló,) és a molekula a ^-C-CH₃ szerkezetet veszi fel. A C^- a fémhez tapad, így a C-C kémiai kötés a platina felületére merőlegesen áll. Ez volt egy szerves molekula felületen történő átrendeződésének első példája. Fémfelületen a kettős kötés szívesen alakul át egyes kötéssé. Utána hasonló kísérleteket végeztünk benzollal: a szabályos hatszög-molekula lefeküdt a platinára, de Kekulé-szerkezetet vett fel: benne a kötéstávolságok (egymás követő - és = kötéseknek megfelelően) különbözők lettek. Dolgoztunk vagy 25 szerves molekulával. Nagyon érdekes lett a felületi kötésszerkezet egyre finomabb analízise. A kötések külső hatásra úgy nyúlnak-rövidülnek, mint a csúzli gumija. A molekulaabszorpció a molekula alatt módosítja a fémbeli kötést is. A fémfelület tehát nem merev valami, hanem az odatapadt molekula és a fémfelület egyaránt változik olyképpen, hogy minimális energiahelyzet alakuljon ki. Az abszorpció által indukált átrendeződés újdonság volt a felületkémia tanulmányozásában. Fémkristály-defektusok azért katalizálnak kémiai reakciót a felületre tapadt molekulákon, hogy a felszabaduló reakcióenergia lehetővé tegye a fémkristály flexibilis rendeződését. Az ipar tehát nem azért használ kristályszemeket, port, hogy maximalizálja a felületet, hanem hogy defektusos felületet kínáljon kémiai katalízis előidézésére. A felületi kémia tehát ilyen kölcsönös átrendeződések világa. Ezért kaptam Wolf-díjat 1998-ban.

Mindezt alkalmaztam is. Csináltam kémiai reaktorokat, amelyek katalitikus kémiai reakciókat idéznek elő egykristály felületén. Például az etilént (H₂C=CH₂) hidrogénezve etánt (H₃C-CH₃) csináltunk. Vas-katalizátoron ammóniát szintetizáltunk nitrogénből és hidrogénből, 20 atmoszférán. Csináltam egy kis kémiai reaktort 1 cm² fémfelülettel. Ebből azután ipar lett. De hogy a felületet megnézzem, vákuumba kellett tenni, hiszen elektronszórással vizsgáltam, hogy mi is történt. Ezért készítettem egy berendezést, ami nagy nyomáson katalizált, utána vákuumban analizálta az eredményt. Ez az eszköz híres lett, noha drága. Most fogom megkapni Bush elnöktől a Nemzeti Tudományos Érmet "egykristályok katalizátorként való használatáért, aminek ipari jelentősége lett".

1956 után 31 éven keresztül nem léptem magyar földre, mert utolsó emlékeim nem voltak kellemesek. 1987-ben Márta Feri hívott meg egy budapesti konferenciára. Ahogy öregszem, egyre inkább szeretnék segíteni szülőhazámon. Az MTA Kémiai Kutatóközpontjában a Tanácsadó Testület elnöke vagyok. Évente jövök Magyarországra a Tanácsadó Testület ülésére. Ez a Testület jól működik, tagjainak többsége külföldön dolgozó magyar származású kutató. Szükség is van ilyen segítségre, mert itthon komoly strukturális problémák vannak. Néha úgy érzem: az ország önmagát lassítja le a bonyolult adminisztrációval. (Egyik hiánycikk a fiatal tehetségek felismerése, szóhoz juttatása.) Ilyen strukturális problémákat más kis országok, mint például Finnország, Korea, Tajvan már sikeresen megoldották. Mindegyiknek különbözik a tudománypolitikai stratégiája. Hiszen ilyen kis országoknak nem kell több, mint két-három csúcstechnológia, amiből világklasszis legyen, azokból már meggazdagodhat. Meggyőződésem, hogy kis országnak nem a nagyokat kell imitálni, nem a divattal kell úszni. Kreativitásra, saját ötletekre van szüksége, amiket azután itthon valóra is vált.