Nanotechnologie: nevidíme je, a přesto jsou realitou

Slovo nano pochází z řečtiny a znamená trpaslík. Tolik lingvista. Technik je naopak používá jako fyzikální předponu pro označení 1 miliardtiny základní jednotky. Na počátku 21. století se stalo fenoménem, jenž se skloňuje snad ve všech tvarech i pádech: nanovlákna, nanotechnologie, nanomedicína, nanosklo aj. Leckdy (a nejenom v médiích) se nanotechnologie a nynější dekáda začínají ztotožňovat se 4. technickou revolucí v životě lidstva. Na otázky TT odpovídá jednatel a zároveň majitel liberecké společnosti ELMARCO Ing. Ladislav Mareš: ? Laik si pod termínem nano zatím nedokáže představit nic konkrétního. Jak představujete tento superminiaturní svět coby profesionál svým obchodním partnerům? Uvádím příklad nanovláken. Jsou tak malá, že pod běžnými mikroskopy nejsou vidět. Rozměr těchto subminiaturních vláken je menší než vlnová délka světla. Jejich průměr osciluje mezi 50 až 500 nm. Kdybychom si převedli poměr velikosti průměru nanovláken do viditelných reálií, bylo by to jako srovnávat fotbalový míč a zeměkouli. ? Někteří vědci a obchodníci jsou v kause nanotechnologií skeptici. Většina ale jim stále se rozšiřující bázi jejich aplikací připisuje mnohdy až bombastické perspektivy. Kam by jste zařadil sám sebe? Mezi optimisty. Nanotechnologie přinesou revoluci v medicíně, elektronice, automobilovém průmyslu, energetice a v mnoha dalších průmyslových odvětvích. Rozumím, proč někteří experti jejich nástup přirovnávají k takovým milníkům v dějinách techniky, jako byl vynález parního stroje, nebo vyslání prvního sputniku do vesmíru. Vzpomeňme v této souvislosti na amerického fyzika a pozdějšího nositele Nobelovy ceny Richarda Feynmana a na jeho prorocké úvahy z konce 50. let, že veškeré informace, které člověk pečlivě nashromáždil ve všech knihách světa, mohou být zapsány ve formě krychličky, jejíž hrana je jen asi 0,1 mm. To je zrnko prachu, které je okem jen stěží viditelné. ? Ve vaší společnosti Elmarco se zabýváte a úspěšně) výrobou a exportem nanovláken. Na co a na koho jste navázali? První pokusy vyrobit velmi tenká vlákna učinil německý výzkumník Formalas, a to již v letech 1934-44. Publikoval řadu patentů popisujících experimentální instalaci pro výrobu polymerových vláken pomocí elektrostatického zvlákňování. Po ní se do dalších výzkumů nanosvěta ponořili Vonnegua a Neubauer, později Drozin a Simon. Ten v roce 1966 patentoval přístroj na výrobu ultratenkých a lehkých nanovlákenných tkanin s různými vzorky při použití elektrického zvlákňování. V roce 1971 Baumgarten zhotovil přístroj k elektrozvlákňování akrylických vláken. Na tyto badatele a na jejich následovníky z amerických univerzit navázal výzkumnou činnost tým profesora Oldřicha Jirsáka z Technické univerzity v Liberci. Předchozí poznatky se jim podařilo využít k vývoji převratné technologie „bezjehlového“ (neboli „hladinového“) elektrospiningu. Tento postup umožnil průmyslové využití elektrostatického zvlákňování s dostatečnou výrobní kapacitou. V roce 2003 přišel výzkumný tým z katedry netkaných textilií s originální myšlenkou jak vyrábět nanovlákna průmyslově a ještě téhož roku zažádala Technická univerzita v Liberci o patent. Na rozdíl od předchozích pokusů nepoužívá technologie NanospiderTM pro tvorbu vláken žádné trysky, ani kapiláry. Jejím základem je válec částečně ponořený do roztoku polymeru. Otáčí se kolem své osy a přitom se na jeho povrchu vytváří tenký film roztoku polymeru. V horní úvrati rotačního pohybu válce, což je současně místo s nejnižší vzdáleností od kolektoru – protielektrody, se v důsledku maximální intenzity elektrického pole začnou vytvářet mnohačetná ohniska Taylorových kuželů. Ta následně vyústí v proces zvlákňování. Proudy roztoku polymeru jsou zbaveny rozpouštědla a těsně před tím, než dosáhnou kolektoru, se stávají pevnými nanovlákny. Hlavní výhodou popisované technologie je dramatický vzrůst výrobní kapacity. ? Kdy se do exploatace této metody zapojilo Elmarco? Rok po jejím revolučním objevu. V letech 2000-2004 jsme se zabývali výhradně distribucí chemikálií na výrobu polovodičových křemíkových desek. Příslušný patent jsme koupili od Technické univerzity v Liberci a společně s ní vyrobili ve své režii prototyp nanospideru, prvního stroje na výrobu netkané textilie z nanovláken. V březnu 2005 mělo toto unikátní zařízení světovou premiéru na ženevské výstavě netkaných textilií Index a nedlouho po jeho představení v Atlantě a Tokiu (v dubnu 2006) prodala společnost své první laboratorní zařízení pod názvem NS Lab do USA. Letos na jaře pak putovala z Liberce do USA první průmyslová linka vyrobená v Elmarcu. Nese označení NS Line a pro laika má nepředstavitelnou kapacitu: netkaná textilie z nanovláken vyrobená tímto strojem za pouhý jeden rok by pokryla 1000 fotbalových hřišť. Koupila ji velká americká firma zabývající se vzdušnou filtrací. Pozorně monitorujeme celosvětový vývoj v této oblasti, zúčastňujeme se všech významných akcí a veletrhů v oboru a dnes už můžeme prohlásit, že se naše firma stala světovou jedničkou v této komoditě. ? Elmarco má patentovány dva materiály z nanovláken... Ano. Prvním je zvukoabsorbční NANOSPIDER AcousticWebTM. Jeho mimořádnou kvalitu způsobují nanovlákna s unikátní schopností pohlcovat zvuk zejména v oblasti nižších frekvencí. Vedle znamenitých akustických vlastností vyniká extrémně lehkou plošnou hmotností (13 kg.m3), šíří finálních aplikací, jednoduchou manipulací i zpracováním a velmi dobrými termoizolačními atributy. Je vhodný pro automobilový, letecký a železniční průmysl, kde poslouží jako zvukoochranná bariéra, akustická stropní taška, stropní systém, nebo zvuky pohlcující obkladový panel. Věříme, že se prosadí také v moderních audiotechnologiích, při akustické ochraně aj. Druhým je NANOSPIDER AntimicrobeWebTM. Napomáhá k odstraňování fyzikálních a biologických nečistot z vdechovaného i vydechovaného vzduchu. Jeho vlastnosti jej logicky předurčují k aplikacím v medicíně. Roušky vyrobené pomocí technologie NanospiderTM byly testovány mj. v amerických Nelson Laboratories v Salt Lake City. Zde bylo zjištěno, že efektivita záchytu virů je větší než 99,9 %. Stejné parametry má efektivita záchytu bakterií. Za tento materiál obdržela firma v roce 2007 světové ocenění Nano50TM v kategorii Produkt. ? Přiznáváte, že stojíme na prahu nové revoluce v technice. Vystačíte přitom pouze s vlastními silami? Pro další inovační rozvoj (zejména v oblasti nových produktů) byl navýšen základní kapitál o téměř 300 mil. korun, a to vstupem investorů, kteří kromě kapitálu přinesou i zkušenosti globálních firem. Stát se globální firmou je i cílem Elmarca. Firma připravuje společný projekt s Massachussets Institute of Technology (USA). Zaměřil by se na základní výzkum procesu elektrospiningu a na nové materiály. V jednání je rovněž spolupráce v oblasti elektrotechnických aplikací nanovláken (baterie) s Tokyo Institute of Technology (Japonsko). Připravena je smlouva s National University of Singapore, kde se spolupráce orientuje hlavně na oblast filtrace. /uai/