Science Café Revue
image by SBA73 from Sabadell, Catalunya (Tot conflueix / All's conected) [CC BY-SA 2.0], via Wikimedia Commons

Příroda pomáhá zrodu inovativních materiálů

Materiály inspirované „přírodním designem“ jsou v poslední době stále populárnější. Na řadu z nich se můžete zajít podívat do pražské knihovny materiálů matériO. S její vedoucí, odbornicí na sklo Terezou Anderlovou jsme se bavili o jejich výhodách a budoucnosti.

 

Představme si, že jsem architekt, který projektuje nový prosklený věžák na Pankráci. Rád bych předešel tomu, aby se po dokončení ve vyšších pater ozývaly tupé rány do skla od toho, jak do něj narážejí ptáci. Co byste mi poradila, aby nedošlo k lokální ekologické katastrofě?

Tu tupou ránu, když nějaký pták narazí do okna, moc dobře znám z domova svých rodičů. Ptáci takhle havarují například proto, že ve skleněné ploše vidí odraz zeleně, ale k neštěstí stačí i květina za oknem.

Všeobecně lze předpokládat, že když pták za letu vidí zeleň za oknem, tak ho to láká jako možný zdroj potravy nebo příležitost k vybudování hnízda. U výškových budov bývá problémem i to že, ptáci vnímají odraz nebe nebo korun stromů, které se zrcadlí ve fasádě budovy. Bohužel to pak vyhodnotí jako bezpečný prostor a narazí do skla.

Při výstavbě nové skleněné výškové budovy by se měl architekt podívat, i na to jak, vypadá zeleň okolo. Pokud tam žádná není a žádná se neplánuje, ptáky taková oblast tolik přitahovat nebude. Pokud ano, lze předpokládat, že to tam ptáky bude táhnout a ke kolizím bude docházet a měli by tak do svých návrhů zahrnout i určitá opatření.

 

Může v tom nějak pomoci materiál, z kterého bude plášť budovy? A nezná příroda nějaké řešení, které bychom při konstrukci budov mohli okoukat?

Určitě. S jedním takovým řešením přišla relativně nedávno například firma ARNOLD GLAS, která na trh uvedla sklo Ornilux, jehož povrchem je inspirovaný pavoučími sítěmi. Vlákno některých druhů pavouků totiž obsahují UV reflexní prvky, které jsou pro ptáky viditelné a tak nehrozí, že by pavučinou prolétly. Výhodou takového skla je také to, že je pro lidské oko za běžných světelných podmínek srovnatelné, jako kdyby se díval skrz běžné sklo.

Zdá se to jako skvělý nápad, bohužel tyto reflexní prvky nefungují pro všechny ptáky, ale pouze určitou skupinu, konkrétně pro pěvce. Třeba taková sova síť nevidí. Jsou i další alternativy.

 

Jaké?

Všeobecně se používají různé samolepky, potisky, pískované dekory. Nezbytnou podmínkou je však zakrytí skleněné plochy z více než 20 %, jinak bude tato ochrana zbytečná. Účinné je např. drátosklo nebo celkové zmatnění povrchu. V momentě, kdy si pták není naprosto jistý tím, co vidí, tak tím směrem neletí.

 

Můžeme se na sklo Ornilux podívat ve vaší materiálové knihovně?

V showroomu máme různé příklady sklel. Ornilux v naší fyzické knihovně zatím chybí, ale najdete ho v online databázi materiálů.

 

Dočetl jsem se, že vaše knihovna shromažďuje skoro 3 000 kusů materiálů, které jsou vystavené zde na pražském Břevnově. A k tomu máte až 9 000 materiálů v online databázi. To zní jako opravdu hodně. Jak se v tom zákazník zorientuje? Jak materiály vybíráte?

Naším cílem není pokrýt výčet všech existujících materiálů, to ani není možné. matériO si vybírá materiály které jsou inovativní a něčím specifické, zajímavé, například mají zajímavý ekologický aspekt. V showroomu máme vzorky rozdělené do kategorií jako dřevo, kov, sklo, papír, beton, plasty a podobně. V online databázi se dá zase jednoduše vyhledávat pomocí klíčových slov.

 

Kdo vedle studentů a architektů vaši knihovnu využívá? A co všechno stihnete během prohlídky probrat?

Navštěvují nás nejčastěji studenti vysokých škol architektury a umění, scénografové nebo makeři, kteří pracují na nějakém novém materiálu. Navštěvují nás i lidé z různých designových či architektonických studií, z velkých firem, které chtějí vzdělávat své zaměstnance v oblasti inovativních materiálů.

S ohledem na naše kapacitní možnosti si s klienty vždy domlouváme schůzku. Na místě pak mají možnost samostudia a volné prohlídky. Představíme jim knihovnu materiálů a její fungování. V rámci prohlídky mají přístup i do online databáze, kdyby materiál nenašli fyziky. Z návštěvy si pak mohou odnést několik materiálových karet s podrobnostmi a s kontakty na výrobce konkrétního materiálu. Návštěva spíš bývá formou samostudia. Nicméně pokud by někdo potřebovat odbornou pomoc, nabízíme materiálové rešerše.

 

Materiály tu máte rozdělené do materiálových skupin. Najdeme tu zastoupené i nějaké biomimetické materiály?

Ano, například u této překližky se výrobci při vývoji lepidla snažili mimikovat mořské měkkýše. Ti musejí vykazovat neskutečnou sílu, když se drží na skalách neustále omývaných slanou mořskou vodou. Jejich žlázy produkují lepkavou látku na bázi proteinů, která je velmi pevná ale i pružná, podobně jako šlachy. Navíc se dokážou pevně přilepit i v mokrém prostředí. Výsledné lepidlo tak ve finále vůbec nemusí obsahovat žádný formaldehyd nebo jiná rozpouštědla. Z tohoto hlediska struktury je zajímavý také materiál Tactivex, který je inspirovaný žralokem.

 

Jak to funguje?

Kůže žraloka je zajímavá z několika hledisek například díky struktuře je její povrch antibakteriální. Skládá se z mikroskopických šupinek, které dělají kůži díky neustálenu pohybu žraloka nestabilní, a tak se na ní neuchytí žádní paraziti. Fólie Tactivex má povrch inspirovaný touto strukturou, využití najde v nemocnicích nebo toaletách, kde je třeba dodržovat zvýšené hygienické nároky.

 

Kůží žraloka byly inspirované i plavky Speedo…

Přesně tak. Pohyb šupinek, výběžků také umožňuje usměrňovat proudění vody a snížit tření při plavání. Díky tomu je plavec s takovými plavkami rychlejší a láme s nimi rekordy. Plavci připodobňovali plavání v nich k pocitu, jako kdyby plavali z kopce. Na olympiádě však tyto plavky nakonec zakázali.

Jen pro zajímavost, tato struktura našla uplatnění také na pláštích ponorek nebo v leteckém průmyslu, kde snižuje tření a díky tomu dochází k úsporám pohonných hmot. Zajímavé vlastnosti mají i hydrofobní textilie, rovněž inspirované přírodou.

 

Mohou tyto materiály mít i samočištící povrch?

Mohou. Například povrch jednoho z materiálů, který máme v našich sbírkách, je inspirovaný lotosovým listem. Ten, i když se to může zdát zvláštní, není hladký, ale naopak má spoustu výběžků pokrytých voskem, který odpuzuje vodu. Jakmile se vlhkost na listu kondenzuje do větších kapek, stane se pro ně povrch listu díky voskovým výběžkům nesmáčivý a dá se do pohybu. Při tom pak na sebe nabaluje veškeré nečistoty.

 

Tady máte vystaveného motýla…

A tady krovky Sternocera. To kvůli strukturálním barvám.

 

Co je dělá zajímavého oproti běžným barvám?

Nejsou tvořené pigmenty. Vidíme sice modrou, zelenou a černou barvu, ale jde o strukturální barvy. Tedy o speciální strukturu, která specificky ohýbá a láme světlo. Výsledná barva, kterou vidíme, je závislá dokonce i na teplotě.

 

Co to ve výsledku znamená? Kde se tyto vlastnosti dají využít?

Barva oproti běžným pigmentovým barvám nikdy nevybledne. Máme tady látku, která je inspirovaná právě křídly hmyzu. Je tvořena 61 vrstvami polyesteru a nylonu o tloušťce v několika nanometrů a každá má jiný refrakční index. Velmi ráda mám také další materiál, mořskou houbu křemitku, která si sama produkuje přírodní sklo. Přijde mi úžasné, že příroda si umí sama vytvořit sklo a nepotřebuje k tomu žádné pece. Houbu tvoří pevný válcovitý skeleton z křemičitých jehlic, které drží pohromadě velmi jemná vlákna z křemičitých tkání. Materiál pro stavbu si houba získává z křemíku obsažného ve vodě.

 

Kde se s přírodním sklem můžeme setkat?

Například v architektuře. Skeleton křemitky se dá vidět například na konstrukci Eiffelovy věže nebo londýnské věže 30 St Mary Axe od Normana Fostera, známé také jako Gherkin (okurka).

Přírodní sklo je nesmírně zajímavé také z jiného úhlu pohledu. Zatímco člověk pracuje s celou periodickou tabulkou prvků, i s těmi nebezpečnými či hůř toxickými prvky, a vytváří hromadu odpadu, příroda takto nepracuje. Vyrábí, využívá a recykluje jen to, co potřebuje.

Tématu biomimiker se věnuje Janine Benyus, která je také spoluzakladatelkou projektu Biomimicry 3.8. Před lety na naše pozvání vystoupila i v Praze. Přednášela o biomimikrách, a zmínila mimo jiné, že design a výrobní procesy člověka působé velmi amatérsky, srovnáte-li je s přírodou, která za více než 3,8 miliardy let měla čas na experimenty a zdokonalování.

 

Rozvíjíte obor ještě jinak než pořádáním konferencí?

V červnu budeme křtít 4. číslo našeho magazínu Material Times, který vychází jednou ročně tištěné formě. Jinak je jeho obsah dostupný na internetu.

 

Tereza Anderlová

 Absolvovala magisterský program na ateliéru Design skla na Univerzitě Tomáše Bati ve Zlíně. Svoji doktorandskou práci zaměřuje na sklo v architektuře, jeho vizuální východiska, komparace a vize. V matériO Prague má na starosti vedení knihovny a její hlavní oblastí zájmu je právě sklo a materiály pro prototypování. Na Pražské UMPRUM vede předmět Materiology – Nauka o materiálech. Od roku 2016 přispívá do magazínu Material Times.

 

Titulní obrázek: Interior of Sagrada Familia (image by SBA73 from Sabadell, Catalunya (Tot conflueix / All’s conected) [CC BY-SA 2.0], via Wikimedia Commons)

Jan Majer

Většinu dne pobývá v laboratoři, s očima přitisknutýma k okuláru mikroskopu. Když občas laboratoř přeci jen opustím, podílím se v rámci projektu Science Café na produkci jednotlivých večerů.

  •  
      

Staňte se fanoušky

Přidejte se k nám na sociálních sítích.

Zapojte se do distribuce novin

Staňte se „Science Friendly“ kavárnou a nabídněte vašim hostům Science Café Revue. Pro více informací napište na info@screvue.cz

Inzerujte v novinách a na webu

Zviditelněte se pomocí jedinečného konceptu novin a webu Science Café Revue. Více informací na emailu inzerce@screvue.cz

Nejnovější