Tvary nanobudov se mění podle jejich obyvatel

Michal Černý  |  Technika

Konec s krabicovou architekturou! Nanotechnologie přinese do stavitelství větší svobodu, dovolí vytvářet budovy podivuhodných tvarů a vlastností.

Český architekt Michal Kutálek během svého studia na ČVUT přemýšlel o tom, jak by mohlo vypadat stavitelství třetího až čtvrtého tisíciletí. Dospěl k tomu, že rozvinutím perspektivního oboru současnosti – nanotechnologií – může dojít k radikální přeměně toho, jak v současnosti uvažujeme o lidských obydlích a o způsobech jejich vytváření.

Nanotechnologie jsou relativně mladý obor, v němž se vědci zabývají manipulací s hmotou na úrovni jednotlivých atomů a molekul. Tedy v měřítku nanometrů; jedné miliardtiny metru, v rozměrech přibližně tisíciny tloušťky lidského vlasu. Nanotechnologie s největší pravděpodobností přinesou zásadní změnu do mnoha oborů lidské činnosti – do průmyslu, medicíny, nebo i do vědy o materiálech. Podle komentátorů tak „další velká věc bude skutečně malá.“

Michal Kutálek nazval svůj architektonický projekt O2 House. Díky nanotechnologiím by bylo možné vytvořit příbytky jako buňky stvořené ze stlačených molekul kyslíku. Kyslíkové slupky se mohou různě přeskupovat, libovolně tvarovat, a jejich obyvatelé mohou navštěvovat obyvatele okolních příbytků vzájemným propojováním buněk. Vzduchová bublina by se stala cestovním prostředkem mezi vzduchem a vodou, nebo mezi městy a kontinenty.

K projektu O2 House. Zdroj: Michal Kutálek
K projektu O2 House. Zdroj: Michal Kutálek
Ilustrace k projektu O2 House. Zdroj: Michal Kutálek

Orbitální město vzniklé v evoluci

Samozřejmě, že všechno zní jako nedosažitelná vize, která má ke skutečné realizaci ještě hodně daleko. V současnosti lze pomocí počítačových konstrukčních nástrojů vyprojektovat cokoli, ale mnohem větší problém je, jak vyprojektovanou stavbu prapodivných tvarů realizovat ve skutečnosti. Tak, aby materiál vypadal stejně hladce a dokonale jako ten navržený v počítači.

„V současnosti můžeme realizovat stavbu, která je vytvořená podle klasické geometrie. Pokud bychom ale chtěli stavbu, která by vypadala jako zmuchlaný papír, byl by problém,“ říká architekt Miloš Florián, který se zabývá novými trendy ve stavitelství a takzvanou architekturou volných tvarů (free-form architecture).

Pokud by stavitelé lépe ovládali nanotechnologie, vznikla by skutečná architektura volných tvarů. Ta sice existuje již dnes, ale je realizovaná tradičními postupy. Stavby fluidních tvarů jsou často vytvářeny tak, že je postavena zakřivená plastová skořepina a pod tímto plastovým obalem jsou vrstvy řešící osvětlení, vytápění či vzduchotechniku. Cílem je ale vytvořit jednoduchou konstrukci, která by měla nosnou funkci, zároveň také funkce izolační či protipožární a byly by v ní všechny potřebné rozvody a instalace.

Takový nanoobal by uměl všechno. Dovnitř budovy by skrze něj pronikalo světlo, zároveň by stínil, vyráběl by elektrický proud, topil by, chladil a vše by bylo vyrobené v jediném dílci. To však v současnosti není možné. Dnes je potřeba vytvořit nosnou konstrukci tak, aby splňovala všechny fantazie zakřivení, a potom ještě přemýšlet, jak kolem této konstrukce poskládat další rozvody a vrstvy.

Nanotechnologie by v tomto směru přinesly převrat. Představme si třeba stavby roztodivných tvarů, některé by vypadaly jako květiny nebo jiné organismy, jiné jako kapky vody, slévající se do vodopádů. Takzvané „budovy“ by se pohybovaly, libovolně měnily svůj tvar a jejich vnitřní prostředí by interaktivně reagovalo na své návštěvníky. Stavby by nevznikaly jako tradiční statické objekty v procesu navrhování, ale jejich vznik by připomínal spíš evoluční proces.

Ilustrace z projektu Next Level. Zdroj: Michal Kutálek
Ilustrace z projektu Next Level. Zdroj: Michal Kutálek

Michal Kutálek například ve svém dalším projektu Next Level ukázal, jak by mohlo vznikat vesmírné město postavené na geostacionární dráze nad Zemí. Soustava měst budoucnosti by byla napojená na vesmírný výtah a jednotlivé městské struktury by rostly v pravidelném rastru řízeném vloženou genetickou informací. Jakmile by došlo k dosažení podoby zárodečné hvězdice, začaly by z jejích chapadel rašit nové výhonky budoucích měst.

Stěna, která se tvaruje podle obyvatele

S pomocí nanověd by bylo možné vytvářet vnitřní prostředí budov, jehož tvar by se pružně přizpůsoboval svým návštěvníkům. Pokusy o vytváření pohyblivých stěn jsou známé již dnes. V nedávné době například vzniknul projekt Hyposurface, jehož autorem je architekt Mark Goulthorpe z designérského studia dECOi.

Morfující stěna se skládá z trojúhelníkových plošek, jejichž pohyb ovládají pneumatické písty umístěné za instalací. Celý Hyposurface je tak vlastně jakýsi fyzický displej, jehož jednotlivé plošky fungují jako velké pixely. Hyposurface může být instalovaný na jakýkoli povrch a může zobrazit jakékoli informace, třeba reklamu. Ke skutečným pohyblivým stěnám, které by měnily svůj tvar na základě nanotechnologických manipulací s molekulami, však má i Hyposurface daleko.

Podívejte se na videa k instalaci Hyposurface:

Nanovlákna proti zeleným řasám

Česká republika patří z hlediska rozvoje nanotechnologií k vyspělým státům. U nás působí hned několik firem zabývajících se tímto oborem, například společnost Advanced Materials nebo zřejmě nejznámější Elmarco. Tato firma vyrábí stroje pro tkaní nanovláken, které se dají konkrétně využít třeba právě ve stavitelství.

Pomocí technologií, jako je Nanospider, se tkají tenoučká nanovlákna. Na rozdíl od jiných mikroskopických vláken, například skelné vaty, mají nanovlákna mnohem větší plochu a tím i větší chemický a fyzikální kontakt s okolím. Tenká vrstva složená z nanovláken, jejíž svrchní povrch vodu přitahuje a spodní odpuzuje, může sloužit jako velmi účinná bariéra proti vypařování vody z povrchu čerstvého betonu, a zabránit tak tvorbě mikrotrhlin. Stejně tak může být tenká vrstva z nanovláken nosičem látek proti korozi, nebo může zabraňovat šíření zelených řas na novotou zářících fasádách zateplených panelových domů.

To všechno je jistě krásné – nanotechnologie mohou nevídaným způsobem proměnit nejenom stavitelství a architekturu, ale i mnoho dalších oborů. Na druhou stranu jsou časté i kritické názory. „V současnosti se můžeme všichni zbláznit z nanotechnologií, a časem se může ukázat, že to je větší průšvih než azbest,“ říká například technik Josef Kovář ze studia Silfor.

Azbestová vlákna kvůli své jemnosti způsobují po vdechnutí jizvy na plicích, a podobně tomu může být i v případě velmi jemných nanoútvarů. Přesně nevíme, jaké účinky může mít na životní prostředí například hromadění uhlíkových nanotrubiček (carbon nanotubes, CNT). Výzkum amerických vědců ukázal, že nanočástice stříbra o průměru 30 nm a menší se ukládají ve tkáních vyvíjejících se embryí ryb a mohou vyvolávat závažné malformace včetně krevních výronů a otoků, které vedou k úhynu rybích larev. Americký kritik technologií Jerry Mander se hrozí následků nanotechnologické revoluce, ve srovnání s níž podle něj „průmyslová revoluce devatenáctého století byla pouhým škytnutím.“

Nejčtenější