MATERIALICA 2006 současnost a budoucnost materiálů

Stále větší náročnost na primární zdroje energie a materiálových surovin přináší už určitou ekonomickou napjatost, zvláště pokud jde o výhled na bližší i vzdálenější budoucnost. Enormní nárůst cen energie pociťuje u nás každá domácnost hned dvakrát, jednou jako růst přímých nákladů spotřeby energie, podruhé v inflační spirále rostoucích cen všeho, co má s energií něco společného. A obdobná začíná být situace i u materiálů. Posloužit tu mohou údaje např. ze spotřeby nejvyspělejší průmyslové výroby, kterou se dnes honosí automobilový průmysl. Ještě nikdy nečelily např. automobilky tak prudkému vzestupu cen surovin, jako v roce 2005. Drahá byla ocel, a pokud dále porostou ceny ropy, zdraží se i plasty. Cena hliníku stoupla loni o čtvrtinu, měď na dvojnásobek, podobně, asi o 50 %, stouply i ceny palladia a platiny. A tak by bylo možné pokračovat rovněž u dalších materiálů. O to více nabývá na významu správná volba materiálu, a tedy i správná orientace v záplavě více či méně dostupných informací. Mezinárodní mnichovský veletrh Materialica s přehlídkou materiálových inovací se osvědčil jako optimální místo pro vzájemnou výměnu informací i z důvodu rozsáhlého propracování německého programu materiálového výzkumu. Po programech MatFo a Matech, ukončených v letech 1993 a 2003, podporuje BMBF inovační materiálový trend od roku 2004 v novém programu s názvem WING - Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft. Jeho prioritní kapitolou vedle nanotechnologií a nanomateriálů jsou rámcově materiály vyšších užitných hodnot, zvláště pak ve vazbě na nižší hmotnost výrobků a vyšší efektivnost výroby. Zajímavý na programu WING je jeho široký záběr od základního výzkumu až po inovační materiálovou motivaci u malých a středních podniků a zároveň i propojení vlastního programu na programy EU, spolupráce v rámci dalších bilaterálních dohod. Už tradiční je intenzivní hospodářská spolupráce Německa s Čínou, v oblasti materiálů zajímavá především v dimenzích nanostruktur. Čína začala s nanotechnologiemi už kolem roku 1986. Úspěšně se rozvíjí spolupráce Německa s Koreou (tady jde o Výzkum syntézy multifunkčních vrstev pro tepelně senzitivní materiály, Výzkum syntézy supertvrdých Ti- B-N nanokompozitních vrstev, Vývoj organicko-anorganických nanočástic a Vývoj vrstev s ovlivňováním reflexe) a Izraelem (Odolnost multikompozitních vrstev na bázi uhlíkových vláken proti korozi a oxidaci, Tlakové a kokilové lití hořčíku, Vývoj polykrystalických plošných detektorů, nano a mikročástice pro biomedicínu). O úrovni korejského výzkumu, a i tady jeho dlouhodobé tradici v oblasti nanotechnologií, svědčí také nedávná zpráva od Deutscher Physikalischen Gesellschaft. Podle ní se korejským vědcům ze Seoul National University podařilo vytvořit "teplý" led hodnoty +20 oC. Této změny skupenství bylo dosaženo v elektrickém poli při 1,4 nm tloušťce vrstvy vody. I letos je pořadatelem již 9. ročníku veletrhu Materialica společnost Munich Expo GmbH. Pořádá jej na novém mnichovském výstavišti od 10. do 12. října a jeho paralelní složkou je 1. ročník specializovaného mezinárodního veletrhu, zaměřeného výhradně z materiálů na kompozity COPMOSITES 2006. U těchto složených materiálů, tvořených dvěma, popř. více fázemi, obvykle rozdílného chemického složení a rozdílných mechanických a chemických vlastností, naskýtá se obrovské pole funkčních a konstrukčních možností, od kompozitů s vyztužujícími částicemi nebo vystužujícími vlákny až po vrstvené a speciální kompozity. Takovým je kupř. kompozitní povlak ECC Electrodeposited Composite Coatings typu Ni-Diamant s kovovou, galvanicky vyloučenou matricí, v níž je rozptýleno určité množství diamantových zrn. V této kombinaci se takový povlak osvědčil při zrnitosti od 2 do 9 µm ve funkci pasivního otěruvzdorného povlaku a při zrnitosti od 30 do 700 µm ve funkci aktivního povlaku na nástroje. Novou technologií na tomto principu, označovanou FAST - Fixed Abrasive Slicing Technology, je v provedení firem Crystal Systems a LOG-O-MATIC i řezání safírových bloků nebo germania či SiC krystalu drátem. A také drátěnou sítí, kde ocelový drát je opatřen galvanicky pevně lpícím povlakem diamantových zrn, v některých případech vázaných niklem. Svou položku v nomenklatuře veletrhu Materialica mají prakticky všechny materiálové obory s užitím v nejrůznějších odvětvích, od elektroniky, strojírenství, dopravy, energetiky, chemického průmyslu až třeba po kosmický výzkum, v rámci technologií patří tradičně pozornost inovačním směrům v oblasti mikro- a nanotechnologií, povrchovým úpravám a nekonvenčním technologiím. Významné místo patří i tzv. inteligentním materiálům, kde se pod pojmem inteligence rozumí schopnost účinně a rychle řešit na základě vlastní aktivity materiálu vzniklou situaci. Patří sem např. piezoelektrické materiály, které se zvláště v poslední době uplatňují při automatizaci výrobních procesů ve funkci senzorů a aktuátorů. Velká budoucnost se předvídá materiálům s tvarovou pamětí, zatím komerčně většinou předpokládaných v podobě slitiny NiTi, známé pod obchodním názvem Nitinol, případně ještě v její kombinaci s některými dalšími prvky jako jsou Cu, Hf, Nb, Pd. Přitom v různém stadiu výzkumu tvarové paměti jsou i další slitiny Au-Cd, CuZnAl, CuAIN, FePd, TiPd či NiMnGa. Pod pojem inteligentních materiálů je možné zařadit i různé typy polymerů - vodivých, polovodivých feroelektrických nebo i tady polymerů s tvarovou pamětí, nové druhy technické keramiky a skla, keramiky se speciálními, dielektrickými, feroelektrickými, piezoelektrickými, pyroelektrickými, feromagnetickými, supravodivými a elektrooptickými vlastnostmi a rovněž tak i nové druhy kompozitů, případně kompozitů s integrovanými senzory. Veletrh Materialica není vhodný ale jen pro zájemce ryze technického směru. Prakticky každý si zde může najít svou oblast zájmu. Platí to i v oboru medicíny, kde lze očekávat další inovační procesy u nanomateriálů, do kterých se vkládá značná naděje při léčbě rakoviny pomocí hypertermie. Feromagnetické nanomateriály z Institutu für Neue Materialien jsou už tak daleko, že na základě dosavadních testů v rámci technologie "Magnetic Fluid Hyperthermia" lze už v nejbližší době očekávat uvedení metod s jejich využitím do klinické praxe. /jš/