23.3.2020
Začátkem roku 2019 se nám podařilo navázat spolupraci s profesorem Bohuslavem Gašem na Karlově Univerzitě v Praze. Zpočátku to vypadalo jako běžné školení Qt, ale nakonec jsme se domluvili, že budeme na plánovaném projektu Simul6 pracovat společně.
Profesor Gaš pracuje na elektromigračních analytických metodách. Program Simul6 matematicky modeluje pohyb látek iontové povahy v tenké kapiláře v elektrickém poli. Každá taková látka má v elektrickém poli různou pohyblivost, některé látky se pohybují rychleji, některé pomaleji, některé tam a jiné zase onam. V praxi se kapilára naplní základním roztokem — prostředím, kterým se budou látky pohybovat. Na jednom konci kapiláry se potom nadávkuje malé množství zkoumané směsi látek a na oba konce kapiláry se připojí elektrické napětí. Směs látek se v elektrickém prostředí vydá kapilárou ke druhému konci, a protože každá složka směsi se pohybuje jinou rychlostí, dorazí na druhý konec kapiláry složky směsi hezky jedna po druhé, jsou separovány. V cílové čáře pak sedí detektor — rozhodčí, který zaznamenává pořadí, čas a velikost jednotlivých komponent směsi.
Detektor se v přístroji dívá na kapiláru v jediném bodě. Z údajů získaných v přístroji proto není zřejmé, co se děje v celé kapiláře. To se však dá nasimulovat v počítači, a potom lze porovnat skutečný průběh naměřený v přístroji s průběhem, který vypočítal simulační program. Simulační program je samozřejmě neocenitelný, když je zapotřebí nějakou metodu optimalizovat, aby separace probíhala co nejúčinněji.
Nejsem chemik, takže mi drtivá většina praktických aplikací zcela uniká. Ze střípků informací, které jsem pochytil při práci na projektu, jsem však pochopil, že tato analytická metoda se používá například ve farmaceutickém průmyslu, kde lze takto kontrolovat kvalitu produkce, detekovat nežádoucí příměsy a podobně.
Simulace je velice náročná na výpočetní výkon. Výkonu je přitom v dnešní době dost — jen je rozložený mezi množství jader v procesoru. Profesor Gaš proto věnoval velké množství práce právě paralelizaci výpočtů. S optimalizacemi pak pomohli pánové Pablo A. Kler a Gabriel Gerlero z Argentiny. Simul6 je tak dnes nejrychlejší program pro simulace elektromigrace na světě!
