REKLAMA
Hledat
Nový stavební zákon
estav.tvnový videoportál
Všechna témata

Mořští ježci jsou inspirací pro vývoj superpevného cementu

Už plánujete letní dovolenou? Až se budete procházet u moře, prohlédněte si dobře tohoto malého a zvláštního živočicha. Mořský ježek působí velmi křehkým dojmem, tedy alespoň do okamžiku, kdy na něj bosou nohou šlápnete. Navzdory tomu, že jeho skořápka na první pohled za mnoho nestojí, vyjde z takového setkání o poznání lépe než vy. Těžko říct, jak často inženýři Univerzity v Konstanz dupou na mořské ježky. Ale jisté je, že je jejich tělesná stavba inspirovala k revolučnímu objevu v oblasti vývoje superodolného cementu.

Univerzita v Konstanz (nebo hezky česky, v Kostnici) se zatím na globálním poli materiálové technologie a konstrukčních řešení příliš neprosazovala. Tým fyzikálních chemiků vedený Helmutem Cölfenem to může změnit. Z rozjímání nad mořskými ježky, které je těžké rozdupnout, se totiž s kolegy nedávno dopracoval až k praktickému objevu. Cementu, který je vysoce odolný vůči mechanickému narušení. Konkrétně pak k „prasklinám a frakturám“. Cement obvykle nebývá přímo využíván jako stavivo, ale spíše ve směsi pojiva. Přesto ale může inovace v této oblasti sehrát zásadní roli.

Když malta střídá cihly

Ostny mořského ježka jsou povětšinou tvořeny vápníkem, což je obvykle dost křehký materiál,“ začíná s vysvětlováním Cölfen. „Jenže právě v případě mořských ježků se projevují jako velmi, odolné mechanickému tlaku. Mnohem více, než „obyčejné“ struktury z vápníku.“ Klíčový je zde způsob jejich uložení. „Příčinou jejich nesporné síly je přírodní spojení materiálů o různých fyzikálních vlastnostech, a výstavbový princip, ne nepodobný cihlovým zdím.“ O jaký princip jde? Cihla a malta, tedy pevný konstrukční materiál, napojený na sebe v překrývajících se vrstvách s pomocí adheziva.

V případě ostnů mořských ježků se jedná o krystalické bloky propojené makromolekulami. Nic, co by šlo vidět pod mikroskopem, protože se pohybujeme v „nano“ horizontech. Tento výstavbový princip, aplikovaný v nanoměřítku, je možné aplikovat i na cement. „Neděláme nic jiného, než zedníci: tuhé vrstvy prokládáme jemnými. A využíváme k tomu paprsek iontů, kterým vyřezáváme do kostiček o průměrné velikosti tří mikrometrů potřebné části,“ popisuje Cölfen. Je to poněkud titěrná práce, ale přenesená zpět do měřítek blízkých lidem se může vyplatit.

Zdroj: University Konstanz (pohled na výstavbu ostnů mořských ježků pod el. mikroskopem)

Rozložený tlak zvyšuje odolnost

Pokud šlápnete na křehké vápníkem tvořené ostny mořského ježka, mělo by to pro něj dopadnout přinejmenším stejně špatně jako pro vás. To se ale nestane: měkká vrstva transformuje destruktivní energii a rozvede ji, rozmělní po ploše. Poškození je tím značně limitováno. A cement obohacený nano-strukturami si počíná podobně. „Náš cement je prokazatelně odolnější vůči mechanickému poškození, než pravděpodobně cokoliv jiného, co je dosud v oboru používané,“ říká Cölfen.

S pomocí tohoto cementu můžete vystavět sloup 8000 metrů vysoký, tedy asi desetkrát vyšší než současná nejvyšší stavba světa. Teprve pak narazíme na bod, kdy se materiál začne hroutit sovu vlastní vahou.“

Pracujeme tu v měřítku, ze kterého přímo neplyne okamžitý výsledek pro stavební průmysl,“ dodává Cölfen. „Inspirujeme se, učíme se od přírody. Reorganizace cementové struktury v nanoměřítku je ale více než slibnou cestou. Navíc: mořští ježci pracují s vápníkem, který je pro ně nejdostupnější. Lidská civilizace má k dispozici mnohem odolnější materiály. A pokud na nich budeme v nanoskopickém měřítku principy výstavby aplikovat, můžeme se dostat mnohem dál. Dá se říct, že příroda nám prostřednictvím mořských ježků předává konstrukční plán na mimořádný objev, superodolný cement.“

Sdílet / hodnotit tento článek

Související témata

Přečtěte si více k tématu Články

Foto: Nicolò Panzeri

Proměna pavlačového bytu. Přepíná mezi dnem a nocí. Získává tak prostor

U nás už jen letmo připomínají prvorepublikovou minulost, ale v italském Milánu jich pořád ještě existuje na 70 000. Čeho? Casa di ringhiera , neboli pavlačových bytů. Ve městě tvoří dobrou desetinu bytového fondu. Ovšem jejich stav a řešení hodně připomíná staré časy, a skutečně moc…

Foto: Centrum architektury a městského plánování (CAMP)

Prázdninové výlety za architekturou. Pěšky, na kole i za vozem…

K prázdninám patří slunce, voda a cesty za dobrodružstvím – a nemusejí to být zrovna exotické dálky či tuzemská bujará příroda. I město má co nabídnout. V Praze se rozsvítily neony a slavnostně se otevřel letní program plný přednášek, filmů, turistiky a spotu. Nová sezóna…

Foto: Petr Polák

Areál s vlastní duší ve stylu průmyslové gotiky

V Plzni navrhujeme konverzi bývalé Piettovy papírny, jejíž počátky sahají do roku 1870. Je to jedinečný areál s vlastní duší ve stylu průmyslové gotiky. Plzeňská Papírna je součástí nové obytné zóny o objemu cca 1 700 bytových jednotek, která vzniká v městské části Slovany.

Ilustrační obrázek. Zdroj: redakce, generováno Gemini AI

Kolik stojí stěhování domácnosti v České republice?

Průměrná cena za kompletní stěhování domácnosti v České republice činí přibližně 7 120 korun, což Českou republiku řadí mezi cenově dostupnější destinace v regionu. Přesto se Češi z dlouhodobého hlediska stěhují méně často než obyvatelé mnoha jiných zemí, a to zejména kvůli vysoké míře vlastnictví nemovitostí a menší…

Požár, ilustrační obrázek, zdroj: fotolia, ambrozinio

Hoří! Požár v bytě probíhá jinak, než si myslíte. Plameny jsou jen začátek

„Lidé svým objektům nerozumí,“ říká Radek Kislinger, odborník na prevenci požáru a soudní znalec v oblasti požáru. Kde nejčastěji v bytovém domě vzniká požár? A kolik máme času na efektivní zásah? I utíkat od požáru se dá správně nebo špatně. Požár to nejsou jen plameny a kouř. Problémy…