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.
„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)
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.“
Máte rádi věrné modely historických budov? Pak byste si jistě neměli nechat uniknout expozici Muzea římské civilizace, které sídlí v Římě na Piazza G. Agnelli. Uvnitř této instituce se nachází ...
Rozměry a směr otevírání patří k základním charakteristikám dveří. Zde jsou představené obecné specifikace, vždy ale bude záležet na konkrétním řešení v dané dispozici, možnostech prostoru, představě ...
Projektová dokumentace na rodinný dům není jen „nutná omalovánka pro úřad“. Je to důležitý dokument. Stavět bez projektu – ať již jakoukoli stavbu – je riziko pozdějších zvýšených nákladů, ...
Redakce ESTAV.cz sleduje výstavbu architektonicky ucelené lokality Na Hradě v České Skalici. Jedná se o soubor zděných rodinných domů. V dnešním článku se podíváme na přípravu před samotným zděním ...
Umístit na střechu několik solárních panelů a žít bez účtů za elektřinu je snem mnoha stavebníků rodinných domů. Pravdou ale je, že dosáhnout kompletní soběstačnosti v dodávkách elektrické energie ...
Sdílet / hodnotit tento článek