Prověření věrohodnosti a reprodukovatelnosti výsledků publikovaných v článku J. Tuček et al.: Nature Communication 7, 12879 (2016)

V publikovaném článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016, představil tým autorů z RCPTM metodu přípravy nanočástic železa s unikátními magnetickými vlastnostmi (vykazujícími tzv. superparamagnetismus), které jsou na vzduchu dlouhodobě stabilní a nepodléhají vzdušné oxidaci (korozi). Článek byl v prestižním časopise otištěn proto, že se jedná o vůbec první přípravu superparamagnetických nanočástic železa, které si zachovávají své vlastnosti na vzduchu a při pokojové teplotě. Běžné doposud připravené nanočástice železa totiž při kontaktu se vzduchem kvůli své mimořádně malé velikosti a vysoké chemické reaktivitě okamžitě samovolně hoří a ve zlomcích sekundy se mění na oxidy železa, čímž výrazně mění své unikátní magnetické vlastnosti. V článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016, autoři ukazují, že ztrátě unikátních magnetických vlastností lze zabránit zapouzdřením nanočástic železa do uhlíkového materiálu na bázi tzv. grafenoxidu.

V průběhu roku 2019 bylo vedení PřF a později i vedení UP upozorněno na pochybnosti o věrohodnosti a reprodukovatelnosti závěrů zmiňovaného článku. Podnět (příloha č. 1) se týkal faktu, že v doplňujících materiálech (tzv. Supplementary Information) byly v obrázku č. 6 uvedeny tři identické kopie jednoho a téhož grafu. Tento obrázek měl dokumentovat pomocí tzv. Mössbauerovy spektroskopie, že jak v čerstvě připraveném vzorku, tak ve vzorku ponechaném 1 měsíc na vzduchu nebo 1 měsíc ve fyziologickém roztoku jsou stále přítomny superparamagnetické nanočástice železa a nedošlo k jejich zániku vzdušnou oxidací. Hodnoty charakterizující spektra v těchto grafech byly uvedeny v tabulce č. 2 doplňujících materiálů, přičemž se vzájemně nepatrně lišily. Při šetření komise (příloha č. 2) sestavené děkanem PřF vypověděl doc. Jiří Tuček, který data měřil, že se v případě grafů v obrázku č. 6 doplňujících materiálů jednalo o jeho neúmyslnou chybu, kdy místo tří velmi podobných grafů vložil omylem tři identické grafy. Doc. Jiří Tuček neprodleně po tomto zjištění kontaktoval redakci a zaslal původní grafy odpovídající hodnotám uvedeným v tabulce č. 2. Tyto grafy byly redakcí přijaty a publikovány jako oprava (tzv. Author Correction) 18. června 2019. Krátce po tomto šetření se zhoršil zdravotní stav doc. Jiřího Tučka natolik, že se ocitl v dlouhodobé pracovní neschopnosti a v listopadu 2019 ukončil svůj pracovní poměr na UP.

Před svým odchodem do pracovní neschopnosti předal doc. Tuček komisi PřF data k výše zmíněným Mössbauerovským měřením, a to v grafické podobě s odfiltrovaným šumem s použitím kombinace programu MossWinn a metody dle Procházka et al. Meas. Sci. Technol. 21, 025107 (2010), v souladu s tím, jak bylo uvedeno a řádně citováno v práci Tuček et al., Nat. Comm. 2016. Nefiltrovaná data v digitální podobě autorský tým nebyl schopen dodat. Dle vyjádření autorů měl data k dispozici pouze doc. Jiří Tuček a bez jeho součinnosti nebylo možné jednoznačně přiřadit, která data ze zálohovaných dat v laboratoři Mössbauerovy spektroskopie přísluší právě těm publikovaným. Dr. Navařík, který v laboratoři Mössbauerovy spektroskopie na RCPTM pracuje, avšak není spoluautorem článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016, se pokusil z vlastní iniciativy tato data dohledat, avšak bezúspěšně. Dle vyjádření zaměstnanců laboratoře Mössbauerovy spektroskopie na RCPTM měření probíhalo v době, kdy jeden ze spektrometrů procházel opravou kryogenní jednotky a řídicího PC, a část dat měřených tímto přístrojem tak nedopatřením nebyla archivována v automatické záloze. Nelze vyloučit, že mezi ně mohla patřit právě i hledaná měření.

Dr. Navařík nicméně dohledal zbytek materiálu, který byl publikován v článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016, a na kterém bylo prováděno původní měření, a z vlastní iniciativy provedl nové přeměření tohoto vzorku. Výsledkem měření bylo, že i po více než 5 letech (vzorek materiálu publikovaného v článku v roce 2016 byl připraven v roce 2014) materiál stále obsahuje nanočástice superparamagnetického železa, a naopak nevykazuje významnou oxidaci, tudíž je i po více než 5 letech stabilní vůči této vzdušné oxidaci.

Výsledky interního přeměření byly dále zaslány doc. Karlem Berkou z jeho vlastní iniciativy čtyřem expertům na Mössbauerovu spektroskopii mimo UP (z toho třem zahraničním) k nezávislému vyjádření. Oslovenými experty byli Ing. Mgr. Ondřej Kaman, Ph.D., z Fyzikálního ústavu AV ČR, Dr. Vadim Ksenofontov z Johannes Gutenberg-Universität Mainz, prof. Ernö Kuzmann z Eötvös Lonárd University a prof. Zoltán Klencsár z Research Centre for Natural Science, Hungarian Academy of Sciences. Poslední dva jmenovaní jsou spoluautory programu MossWinn, který je celosvětově používán jako expertní nástroj pro zpracování spekter z Mössbauerovských měřeních. Jejich posudky byly vyžádány vedením UP a předány rektorovi.

Posudek prof. Zoltána Klencsára je uveden v příloze č. 3. Tento posudek dokládá, že nová měření Dr. Navaříka nevytváří žádné pochybnosti o závěrech článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016, a s ohledem na ostatní měření uvedená v článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016, potvrzují přítomnost superparamagnetických nanočástic železa, a tedy i závěr článku, že připravený materiál vykazuje velmi vysokou stabilitu vůči vzdušné oxidaci.

Posudek prof. Ernö Kuzmanna byl vedení UP poskytnut s prosbou, aby byl případně předán komisi, která bude v dané věci pověřena posouzením podnětu, avšak nebyl vystaven na jakémkoliv veřejně dostupném médiu. Jeho závěry jsou obdobné jako v případě posudku prof.  Zoltána Klencsára, tedy že nová měření Dr. Navaříka potvrzují závěry článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016. Nadto prof. Ernö Kuzmann upozorňuje, že stabilita materiálu byla prokázána i bez dat uvedených v obrázku č. 6 dodatečných materiálů, jelikož i samotné jedno Mössbauerovské měření uvedené v hlavním textu článku je dostatečným důkazem stability s ohledem na to, že tento typ měření trvá několik dní, kdežto běžné nanočástice železa oxidují v řádu zlomku sekundy, a tedy by ani nebylo možné zaznamenat jejich Mössbauerovské spektrum. Explicitně také komentuje, že nízký šum dat může být důsledkem použití funkcí programu MossWinn pro zpracování signálu, které však neovlivňují tvar posuzovaného spektra a výsledná data. Prof. Kuzmann obecně považuje článek Tuček et al., Nat. Comm. 2016, za excelentní publikaci popisující významný objev. Z jeho vlastních analýz dodaného měření dovozuje vysokou stabilitu superparamagnetických nanočástic železa v měřeném vzorku.

Rektor UP inicioval další ověření závěrů článku přeměřením vzorku v nezávislé laboratoři. Přibližně polovina nalezeného vzorku proto byla s žádostí o přeměření Mössbauerových spekter zaslána do nezávislé zahraniční laboratoře Dr. Marioly Kądziołka-Gawel. Dr. Mariola Kądziołka-Gawel nemá žádné společné publikace nebo vědecké projekty s doc. Jiřím Tučkem ani s jinými pracovníky RCPTM a nemá na UP osobní vazby. Výsledky přeměření jsou shrnuty v reportu v příloze č. 4 a dokládají, že v dodaném vzorku jsou stále přítomny superparamagnetické nanočástice železa. Část částic železa se přeměnila na tzv. magneticky uspořádané železo, které již nemá superparamagnetické vlastnosti, což může odpovídat postupnému shlukování nebo částečné krystalizaci nanočástic, k čemuž při stárnutí nanomateriálů běžně dochází. Měření však opět vyloučilo, že by u vzorku došlo k výrazné oxidaci. V závěru svého posudku explicitně shrnuje, že nové měření podporuje originální zjištění v práci Tuček et al., Nat. Comm. 2016.

Závěr: Jak interní přeměření, tak externí nezávislá přeměření i odborná vyjádření zahraničních expertů v souhrnu potvrzují, že závěry článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016, jsou validní a pozorovaná stabilita připraveného materiálu superparamagnetických nanočástic železa je i po více než 5 letech stále reprodukovatelná, což v kontextu s oxidací běžných nanočástic železa probíhající v řádu zlomků sekund potvrzuje unikátnost výsledků této práce. Není tedy žádný důvod se domnívat, že uveřejnění tří stejných grafů v doplňkových informacích k článku Tuček et al., Nat. Comm. 2016, bylo cokoliv jiného než neúmyslná chyba, která byla napravena publikováním opravy, tzv. Author correction, dne 18. června 2019.