Nanospider – převratná technologie pocházející z Česka

Potenciál nanovláken je obrovský, a mnoho odborníků je dokonce považuje za materiál třetího tisíciletí. Není proto divu, že vývoj technologií v této oblasti v posledních letech zaměstnává stovky chytrých mozků. Česká republika se přitom ve vývoji pohybuje na absolutní špici. Není to tak dávno, co český tým představil světu převratný objev v oblasti nanotechnologií tzv. Nanospider, díky němuž došlo k výraznému usnadnění výroby nanomateriálů.

Co jsou nanovlákna

Průměr nanovlákna se pohybuje od 20 do 500 nm, což je přibližně 1000x méně než průměr lidského vlasu. Nejsou viditelná pod optickým mikroskopem, a jsou dokonce menší, než je vlnová délka světla. Díky svým vlastnostem (nepropustí bakterie ani viry, ale propouští molekuly dusíku i kyslíku) patří mezi materiály s obrovským potenciálem, a to především ve zdravotnictví, při filtraci, v automobilovém průmyslu, energetice a mnoha dalších odvětvích.

Jak to všechno začalo

Historie nanovláken sahá překvapivě až na počátek 17. století. V této době bylo objeveno, že kapku vody lze v elektrickém poli vytahovat do kónických tvarů. Tím byl podán důkaz o možnostech elektrostatického zvlákňování, tedy o hypotetické možnosti výroby velmi jemných a tenkých vláken. Avšak dalších více než 300 let trvalo, než došlo k pokusům o výrobu skutečných nanovláken. K prvním vlaštovkám patřily v letech 1934–1944 experimenty společnosti Formalas, která publikovala řadu patentů na výrobu polymerových vláken. Jejich výroba ale byla složitá a zdlouhavá, o masové produkci proto rozhodně nemohla být řeč.

Češi na scéně 

Snahám o zefektivnění výroby nanovláken se v průběhu let věnovalo nespočet vědců, kteří vymysleli nejrůznější metody (v současné době lze nanovlákna vyrábět deseti odlišnými způsoby). Se zcela převratným řešením však přišel roku 2003 profesor Oldřich Jirsák spolu s vědeckým týmem Technické univerzity v Liberci. Spolu s firmou Elmarco stojí za vynálezem jedinečné technologie příznačně nazvané Nanospider (tedy „nanopavouk“), díky které dokonce vzniklo nové průmyslové odvětví.

Jak Nanospider funguje? Na rozdíl od méně efektivních způsobů výroby není tato technologie založena na využití trysek ani kapilár, nýbrž na principu elektrostatiky. Hlavní součástí stroje jsou proto dvě elektrody, mezi kterými je vytvořeno elektrostatické pole. Spodní elektroda má přitom podobu válce, který je ponořen v roztoku polymeru. Válec se otáčí, a díky elektrostatice tak dochází k vytahování dlouhých nanovláken ke druhé elektrodě, kde tato vlákna ulpí na podkladové textilii. Jedná se o překvapivě jednoduchý princip, který umožňuje výrazně rychlejší a efektivnější postup.

Společnost Elmarco v roce 2004 odkoupila licenci na Nanospider a prodala již stovky těchto jedinečných strojů po celém světě. Češi však předběhli svoji dobu. Většina nových majitelů totiž „nanopavouka“ používala zejména pro další vědecký výzkum, a nikoli pro vývoj reálných produktů. Z tohoto důvodu se majitel společnosti Elmarco, Ladislav Mareš, rozhodl založit novou společnost, a v roce 2011 tak vznikla Nafigate, jejímž hlavním posláním je hledat nové technologie pro uplatnění nanovláken v praxi.

Pestré využití nanotechnologií 

Nanovlákna nacházejí své využití v mnoha odvětvích. Zřejmě největším přínosem jsou ale ve zdravotnictví. Kromě tolik diskutovaných umělých tkání a orgánů mají ale ještě řadu dalších využití. Představíme vám ta nejdůležitější, jež jsou dílem brilantních českých mozků.

Obvazy se schopností samodezinfekce

Nanovláknitý materiál má nakolik jemnou strukturu, že jím neprojdou bakterie ani viry, ale molekuly kyslíku se skrze něj dostanou. Díky tomu je ideální pro použití místo obvazů, a to zejména při léčbě vážných popálenin. V tomto ohledu má Česká republika své další prvenství. Tým Jiřího Mosingera z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze totiž kombinací nanovláken a tzv. fotosenzitizérů vyvinul jedinečný materiál, který se dokáže sám dezinfikovat.

V oblasti zdravotnictví se jedná o naprosto převratný objev, lze totiž vyrobit obvazy a náplasti ke krytí ran s funkcí samodezinfekce. Tyto produkty se přitom vyznačují hned několika vynikajícími vlastnostmi: jsou tenké, lehké, vzdušné, sterilní a navíc efektivně likvidují bakterie.

Jednoduchá filtrace vody a vzduchu

Materiál z nanovláken je mimo jiné také přímo stvořen k výrobě filtrů pro filtraci vzduchu a vody. To je možné díky velmi jemné struktuře, která nečistoty, viry ani bakterie nepropustí. Česká společnost Nafigate proto vyvíjí speciální filtry pro domácnosti a budovy i membrány pro filtraci vody bez použití elektřiny. Svá řešení přitom nabízí zejména zahraničním trhům v zemích Třetího světa a Číny, které trápí nedostatek pitné vody a silné znečištění vzduchu.

Výroba rozložitelných bioplastů – jedinečné řešení odpadové krize

Kromě čištění vzduchu a vody se společnost Nafigate věnuje výrobě biologicky rozložitelných plastů. Problémem většiny v současné době propagovaných bioplastů je trochu překvapivě skutečnost, že jejich základní principy selhávají, a v podstatě se proto v přírodě nedokáží rozložit. S příchodem biologicky rozložitelných nanoplastů by se však situace měla radikálně změnit.

Za vším stojí technologie Hydal. Tento český objev využívá k výrobě nanovláken biopolymer, který se po čase rozpadá a splývá s ekosystémem. Díky tomu je dopad na životní prostředí minimální. Pokud proto vývoj v této oblasti pokročí kupředu, mohlo by dojít k výraznému odlehčení nejen v oblasti odpadového hospodářství.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.