Krystalografická společnost, z.s. (international name Czech and Slovak Crystallographic Association)

Společnost sdružuje zájemce o problematiku studia struktury materiálů a to ve fyzice, chemii, biologii, nauce o materiálech a dalších oborech.
Vznikla především jako sdružení odborníků pracujících v oblastech krystalografie, rentgenové, neutronové a elektronové strukturní analýzy, ale neuzavírá se ani řadě dalších metod.

Krystalografie

Velké i malé krystaly

Moderní krystalografie je obor zabývající se strukturou látek v atomové až nanometrické škále. Dominantně se věnuje krystalickým látkám, tzn. látkám s pravidelným nebo skoro pravidelným uspořádáním atomů. Takovéto látky dávají při rozptylu vhodného záření či částic výrazné difrakční obrazy vzniklé skládáním rozptýlených vln. Jejich analýzou lze určovat krystalovou strukturu, tedy polohy atomů v tzv. základní buňce. Zároveň každá struktura dává svůj typický difrakční obraz. I látky identického chemického složení mohou mít různou krystalovou strukturu, a tedy dávat různé difrakční obrazy. Mluvíme pak o různých fázích dané látky a pomocí difrakce můžeme pak provádět fázovou analýzu složení. To je třeba v praxi zejména na polykrystalických látkách, kterých je kolem nás většina. Krystalografie se věnuje i strukturám větším jako jsou nanočástice, zrna v polykrystalických materiálech apod.

Struktury a symetrie

Zároveň se krystalografie zajímá o souvislost struktury s vlastnostmi látek a o rozvoj metod pro určování krystalové struktury a mikrostruktury látek. To je zejména rozptyl rentgenového (rtg) záření, neutronů a elektronů, ale dnes i magnetická nukleární rezonance, rozptyl iontů, některé spektroskopie. Kromě laboratorního výzkumu se zásadní experimenty provádějí na velkých a také nákladných infrastrukturách jakými jsou synchrotrony, neutronové zdroje, v poslední době i FELy (free-electron laser).

Synchrotron a neutronový reaktor v Grenoblu

Krystalografie je typicky interdisciplinární obor sahající od biologie – struktury biologických makromolekulárních látek (proteinů, virů) přes chemii – např. vývoj léčiv, studium strukturních a fázových změn při chemických reakcích, až k fyzice a vývoji nových materiálů. To jsou v současnosti zejména materiály se zajímavými magnetickými vlastnostmi, materiály pro baterie, ukládání energie, různé nanomateriály.  Krystalografie a příslušné techniky nacházejí uplatnění i při studiu nerostných surovin (mineralogie), ale také v umění (symetrie, analýza uměleckých děl), forenzní analýza. Jelikož žádná jednotlivá instituce není schopna obsáhnout tuto širokou škálu, je zde právě místo pro Krystalografickou společnost, která pomáhá navazovat a rozvíjet kontakty odborníků z vysokých škol, pracovišť akademie, dalších výzkumných ústavů i praxe.

Krystalové struktury různých látek (hexagonální uspořádání, myoglobin, granát, beryl).

Difrakční obraz (tzv. lauegram, se spojitým rtg, zářením) jednoduché struktury monokrystalu křemíku a difrakční obraz enzymu (s monochromatickým zářením).

Více o difrakci na monokrystalech

Více o práškové difrakci

Aplikace krystalografie

Biologie, makromolekuly (pdf)

Prášková difrakce (pdf)

Krystalografická společnost (KS) – historie, členství v organizacích

Obor celosvětově více než 70 let zastřešuje IUCr (International Union of Crystallography) a její regionální organizace, v Evropě ECA (European Crystallographic Association). V České republice je nyní příslušnou organizací Krystalografická společnost (KS), která se souhlasem slovenské strany vystupuje navenek jako Česká a Slovenská. Registrována je v ČR. Pro pokrytí příspěvků využívá částečně dotace AV ČR.

O historii krystalografie
O historii krystalografie v Československu

IUCr byla založena již v roce 1948 na prvním kongresu v Bostonu a Československo bylo jednou z pěti zakládajících zemí. Členství „Československého národního komitétu“ v IUCr bylo po PřF UK garantováno ČSAV. V roce 2017 přešel komitét pod názvem Regionální komitét českých a slovenských krystalografů formálně pod Krystalografickou společnost. Společnost též reprezentuje obě republiky v ECA.

Dvě ceny ECA získali členové KS a zřejmě nejznámější současné osobností české krystalografie. V roce 2009, dr. Lukáš Palatinus cenu Lewy-Bertaut prize pro mladé pracovníky a v roce 2016 dr. Václav Petříček hlavní cenu ECA, Max Perutz Prize. Oba jsou ze skupiny strukturní analýzy FZU AV ČR.
Další cena Lewy-Bertaut byla udělena Lukáši Gajdošovi v roce 2022 (v současnosti v ILL v Grenoblu).

Lukáš Palatinus a Václav Petříček na kongresu IUCr25 v Praze

Po řadu let probíhaly aktivity v této oblasti pod hlavičkou “Skupiny pro studium materiálů ionizačním zářením Československé vědecko-technické společnosti”. V roce 1986 začaly přípravy k založení Krystalografické společnosti, a ta byla formálně schválena 6. 2. 1991. Historicky byly aktivity krystalografické komunity organizovány dominantně dvěma lidmi – předsedou a tajemníkem.  V těchto rolích se postupně angažovali A. Kochanovská, F. Kohl, K. Melka, A. Línek, M. Nehasil, J. Hašek, V. Valvoda, R. Černý, a R. Kužel.

Publikace

V minulosti bylo vydáno několik tematických sborníků. V roce 1980 vznikl Bulletin, který dostal v roce 1994 klasický formát vědeckého časopisu a vychází až dosud pod názvem „Materials Structure in Chemistry, Biology, Physics and Technology“, ISSN 1211-5894 (tisk). Články jsou volně dostupné online (ISSN 1805-4382) na http://www.xray.cz/ms. Plné a přehledné články mohou být v anglickém, českém nebo slovenském jazyce a procházejí recenzí. V posledních letech se časopis zaměřuje především na publikaci příspěvků prezentovaných na národních i mezinárodních akcích pořádaných či spolupořádaných KS ve formě abstraktů nebo rozšířených abstraktů a systematicky je tak uchováván jejich obsah.

Aktivity Krystalografické společnosti

Rozhovory

První specializované setkání krystalografů bylo zorganizováno profesorkou Adélou Kochanovskou v roce 1954 na půdě ČSAV pod názvem „Rozhovory o aktuálních otázkách studia jemné struktury materiálů ionizačním zářením“. Tato obvykle jednodenní setkání se od té doby konají pravidelně několikrát ročně až do současnosti. V současné době pod názvem „Rozhovory o aktuálních otázkách rentgenové, neutronové a elektronové strukturní analýzy“, zjednodušeně „Rozhovory“. V dubnu 2025 se uskuteční již 310. a to v budově AV ČR na Národní třídě v Praze, kde v programu bude prezentována řada technik používaných v nedalekém Kriminalistickém ústavu. Účast na této akci se obvykle pohybuje v několika desítkách lidí (30-90).

310. Rozhovory v budově AV ČR na Národní třídě v Praze, 24.4.2025. Program zajistil Kriminalistický ústav.

Výroční konference - kolokvium

První výroční konference označovaná jako „kolokvium“ proběhla v roce 1980 v Lysolajích (Beskydy). V současné době jsou tyto konference organizované zpravidla každoročně pod názvem Strukturaxxxx, kde xxxx je příslušný rok. Jsou věnovány difrakčním a nedifrakčním technikám a metodám strukturních studií, aplikacím difrakčních metod v praxi, užití technik v materiálovém výzkumu, fyzice, chemii a biologii. Konají se na různých místech v Čechách a na Moravě, buď v menších městech nebo i v přírodě. V posledních letech – Loučná nad Desnou (Jeseníky), Uherské Hradiště, Tábor, Žďár nad Sázavou, Telč, Harrachov, Luhačovice, Kutná Hora, Turnov, Klatovy, Češkovice u Blanska, Hluboká nad Vltavou, Třešť.  Jsou obvykle multitematické, ale uskutečnilo se též několik specializovaných setkání zahrnujících přehledné přednášky zvaných hostů. Často je pozornost věnována evropským infrastrukturám. V rámci těchto konferencí jsou pořádány také specializované kurzy a důležitou součástí jsou i komerční přednášky prezentující nejnovější vývoje v experimentálních technikách. Každý druhý rok je pořádána také přehlídka studentských prací dotýkajících se krystalografie a strukturní analýzy. V roce 2024 byla uspořádána již 16. Nejvyšší účast zahrnovala 26 prací.

Mezinárodní konference, školy

Historicky zcela nejvýznamnější bylo uspořádání jubilejního 25. světového kongresu IUCr, který byl do Prahy získán po několika pokusech, a nakonec se konal v obtížných podmínkách Covidu v roce 2021 v Kongresovém centru Praha (KCP) jako hybridní. Zúčastnilo se na 500 účastníků na místě a přes 1100 online. Ohlasy byly až superlativní. První velkou akcí byl 18. Evropský krystalografický kongres (ECM) v roce 1998 na ČVUT Praha s účastí přes 1000 lidí. Nyní nám byl přidělen 29. kongres ECM, který se uskuteční v roce 2027 v KCP. Kromě toho byla organizována řada menších akcí – např. Evropská konference o práškové difrakci - EPDIC (2004, Praha ČVUT, 320 účastníků), 16. konference o krystalizaci biomolekul – ICCBM (2016, Praha, Pyramida, 200), Aperiodic 2015 (Břevnovský klášter, 130), 11th European conference on residual stresses - ECRS-11 (2024, Praha, KCP, 200), Conference on High Resolution X-Ray Diffraction and Imaging – XTOP (2004, Průhonice, 150, 2016, Brno, 150).

Ze závěru světového hybridního kongresu IUCr25 v Praze v roce 2021

Od difrakce ke struktuře