Inteligentní tkanina se chová jako chameleon

Radomír Dohnal  |  Věda
Zdroj: archiv Michal Berec

Umělá vlákna, která stačí trochu podrbat, aby změnila barvu? Vyplatila se inspirace přírodou. Nový model inteligentních tkanin, které reagují na zvýšení tlaku a teplo, je na světě.

Obor materiálových technologií se dnes rychle rozvíjí, protože musí reagovat na poptávky průmyslového trhu. Některá zadání jsou pro inženýry skutečnou noční můrou: jako například to na tkaninu, která by samovolně reagovala na proměny tlaku a tepla.

Vědci z Harvardské univerzity a z anglické univerzity v Exeteru hledali dlouho model, který by strukturou povrchových elementů mohl odpovídat takovému zadání. Po půl roce hledání jej konečně nalezli v jihoamerických pralesích.

Cesta dál než do pravěku

Abychom ale mohli porozumět celé záhadě chameleóní tkaniny, musíme se nejdříve vrátit o 500 milionů let nazpět. Půl miliardy let je totiž přesně ta správná doba pro vznik první čivné struktury, oka. Od tohoto okamžiku skutečně začíná záležet na vzhledu a přežití většiny organismů je přímo závislé na tom, jestli dokážou pohotově reagovat na změny ve svém bezprostředním okolí.

Kdo vidí, nebo chce být viděn, musí umět pracovat se světlem a barvou. První na tuto hru přistupují rostliny, které potřebují ke svému šíření přenašeče semen, například ptáky. Jejich plody proto musí vyniknout na sebebarevnějším pozadí. A někde tady, v místech kde jednou bude existovat kontinent Jižní Amerika, vzniká dávný předchůdce rostliny Margaritaria nobilis .

Margaritaria nobilis na obrázku Smithsonova institutu. Zdroj: CC BY-NC-SA National Museum of Natural History
Margaritaria nobilis na obrázku Smithsonova institutu. Zdroj: CC BY-NC-SA National Museum of Natural History

Křovina z čeledi pryšcovitých má sytě zelené listy a zajímavá je především svými plody. Vzdáleně tvarem připomínají v Evropě rostoucí brslen, ale mimořádná je jejich barva. Extrémní modř s výrazným povrchovým odleskem doslova nutí ptáky k sezobávání a následnému přenášení semen. I když nijak nevyniká svým nutričním obsahem nebo chutí, ptáci si při spatření pronikavě vábivé barvy nemohou pomoci.

Tajemné umění jak vyniknout

Rostlinné buňky na povrchu plodů Margaritarie vykazují velmi zvláštní cylindricky zakřivené uspořádání, které vytváří barevný odlesk dopadajícího/odráženého světla. Úžasná architektura povrchu je schopna manipulovat s dopadajícím světlem v celé paletě barevných odlesků, a to je přesně to pravé pro tým badatelů. Inženýři mistrně napodobili tyto struktury a přenesli je na polymery umělých vláken, ze kterých vytvořili konečnou plochu tkaniny.

„Rostlina pochopitelně nedokáže měnit barvu. Ale zkombinováním, či spíše otištěním povrchové struktury plodu na elastický materiál, jsme vytvořili modelovou vrstvu, která dokáže odrážet celé duhové spektrum barev, pokud je vystavena povrchovému pnutí,“ prohlásil Mathias Kolle z Harvardské univerzity. „Podobný duhový efekt můžeme pozorovat například na mýdlových bublinách. V tomto případě jsme využili komplexitu biologického systému a rozkrájeli ji až na potřebné jednotlivé elementy, které jsme okopírovali.“

O „inteligentní tkaninu“, inspirovanou pestrobarevným plodem vábícím pralesní ptáky, teď projevuje velký zájem americká armáda, letecký průmysl i výrobci sportovních oděvů.

Použité zdroje

Nejčtenější