Bioplynove_stanice - EcoTechnika

Ekologické nanotechnológie inšpirované prírodou

Pomenovanie unikátnej technológie nanotechnológia je odvodené z gréckeho slova nanos, ktoré v preklade znamená trpaslík. Vedci takéto označenie používajú na opísanie miliardiny jednotky, čo znamená, že jeden nanometer sa rovná jednej miliardine metra.

Množstvo inšpirácií pre nanotechnológov a nanotechnológie poskytuje živá príroda, ktorá nadovšetko ume štrukturuje svoju hmotu do najmenších detailov až na úroveň atómov. Vďaka kopírovaniu prírody, ktorého sú schopní vedci, všetky produkty inšpirované prírodou sú dokonale prirodzené a teda ekologické.

Neobyčajné schopnosti lotosu

Vďaka neobyčajnej schopnosti lotosu udržiavať si čistotu prostredníctvom veľmi jemných štruktúr na listoch sa posvätná rastlina Budhistov stala obdivovanou aj v našich zemepisných šírkach. Drobné kvapky sa kotúľajú po listoch a so sebou berú aj malé čiastočky nečistôt. Vedci sa z tohto príkladu poučili a uvedomili si, že najefektívnejšie odpudzujú vodu povrchy s komplikovanou štruktúrou niekoľko desiatok nanomentrov.

basf1

Zhruba pred desiatimi rokmi sa na trhu objavili nečistotu odpudzujúce nátery, ktoré ako prvé využívali tento efekt. Textiliami Mincor TX TT otvorila spoločnosť BASF novú kapitolu: tento inovatívny materiál pre povrchové úpravy požičiava technickým textíliám používaným na výrobu roliet, slnečníkov, plachiet a stanov rovnaký samočistiaci efekt, aký majú lotosy. Rovnakú funkciu, ako na povrchu listov tejto rastliny zabezpečujú maličké papily, plní na takto ošetrených textíliách nespočetný počet častíc s priemerom menej ako 100 nanometrov, ktoré sú zapustené do nosnej matice. Vedcom sa tak podarilo dosiahnuť rovnaký účinok ako prírode, teda odpudzovať vodu a špinu. Vďaka tejto výstavbe dochádza pri lotosovom liste k tomu, že sa do kontaktu s listom samotným dostávajú iba dve až tri percentá povrchu kvapky. Tento kontakt sa odohráva sa samotnej špičke papily, a preto priľnavá sila, ktorá by za iných okolností spôsobila rozliatie kvapky po liste, zostáva tiež minimálna. Namiesto nej sa tak uplatní pnutie na povrchu vody, kvapka vytvorí guľôčku a jednoducho sa z listu skotúľa. Tieto kvapky so sebou zoberú aj častice nečistôt, ktoré tiež kvôli papilám nemajú skoro žiadny kontakt s povrchom listu alebo látkou ošetrenou materiálom Mincor TX TT a ich povrch ostáva čistý aj bez čistiacich prostriedkov.

V princípe to znie jednoducho, napriek tomu implementácia materiálu sa ukázala aj pre odborníkov na nanotechnológie zo spoločnosti BASF ako skutočný oriešok. Hlavným cieľom bolo optimalizovať spracovanie a trvanlivosť povrchového materiálu. „Riešením je kompozitný materiál pozostávajúci z častíc plne zapustených do nosnej matice," vysvetľuje dr. Ralf Nörenberg, ktorý je šéfom Odborného strediska spoločnosti BASF pre technické textílie. Výsledný materiál sa vyznačuje požadovaným nanoštrukturovaným povrchom, ale sám žiadne nanočastice neuvoľňuje, ako sa ukázalo v rozsiahlych testoch.

Chodidlá gekona sa prispôsobia každému povrchu

Jašterica gekon je nielen veľmi sympatické zvieratko, ale navyše má jednu špecifickú vlastnosť. Vďaka svojim chodidlám dokáže priľnúť ku každému povrchu, pretože chodidlá má pokryté jemnučkými chĺpkami, ktoré sa na konci rozvetvujú do tvaru špachtle. Tieto priľnavé miniatúrne vankúšiky sa dokážu dostať aj do najmenších štrbín, ktoré na nachádzajú na každom povrchu. Fyzikálne uplatnenie malej príťažlivosti na úrovni atómov umožnia jaštericiam zabezpečiť dokonalú oporu pri šplhaní. Vývojári sa snažia tento jav simulovať a využiť na vývoj nanoštrukturovanej lepiacej pásky, ktorá by držala bez akéhokoľvek použitia chemických lepiacich materiálov.

basf2

Motýlie krídlo

Farba bez farbiva - to je záhada, ktorú v prírode reprezentuje modrý motýľ Morpho peleides. Na krídlach má na krídlach zvláštne nanoštruktúry, ktoré odrážajú svetlo a prostredníctvom interferencie rušia všetky farby okrem modrej. Ďalším špecifikom je, že na rozdiel od chemických pigmentov tieto farby nikdy nevyblednú. Vďaka nezvyčajnej vlastnosti motýľa, sa oň začali zaujímať výskumníci s cieľom dosiahnuť podobný efekt na iných materiáloch. Interferenciu a s ňou súvisiacu výslednú farbu určuje vzdialenosť medzi jednotlivými vrstvami kryštálov. Ďalšími možnými aplikáciami sú napríklad fólie, ktoré pri natiahnutí menia farbu.

basf3

Kryštalizácia

Perly, ktoré sa nachádzajú v lastúrach mäkkýšov vďačia za svoju neobyčajnú tvrdosť kryštalizovanému uhličitanu vápenatému známemu pod označením aragonit. V perlách je tento tvrdý a súčasne krehký materiál uložený v strede organickej matice z proteínov a chitínu. Tato organická „malta" chráni kryštáliky elastickou lastúrou a zabraňuje, aby sa v materiály tvorili a rozširovali praskliny, čím sa výrazne zvyšuje ich mechanická stabilita oproti čistému aragonitu až 3 000krát. Fyzici sa snažia preniesť vlastnosti prírodného materiálu do výroby s cieľom získať cennú inšpiráciu na vývoj nových kompozitných polymérov.

basf4

-dt-

Foto: BASF

Späť

Témy:

Bioplynové stanice v EcoTechnike