Nanotechnologie neboli technologie, které pracují s objekty zcela nepatrných velikostí, jsou oborem, v němž se česká věda dostala na světovou špičku.

Jejich zřejmě nejznámějším využitím v Česku jsou textilie z nanovláken. Pomáhají čistit vzduch, ale také hojit poranění. A výzkumníci pracují i na nových uplatněních. Hlavními autory jsou čeští vědci z Technické univerzity v Liberci společně s libereckou firmou Elmarco. Tato firma více než s 250 zaměstnanci konstruuje výrobní linky, na nichž se tyto materiály vyrábějí.

„Prodali jsme už přes šedesát strojů, téměř všechny do zahraničí,“ říká jednatel společnosti Elmarco Ladislav Mareš. Stroje nesou výrobní značku Nanospider (Nanopavouk) a vyrábějí textilie z nanovláken s neobvyklými vlastnostmi. Nanovlákna mají průměr jen asi 50 až 500 nanometrů (miliontin milimetru). V současné době se používají hlavně pro filtrování vzduchu do dieselových motorů. Významně zvyšují jejich životnost, snižují spotřebu i emise.

„Naše stroje jsme prodali například americké firmě Clarcon, která na nich vyrábí filtry, jež dodává výrobcům nákladních automobilů,“ uvádí Ladislav Mareš. „Ale tyto textilie se využívají také ve filtrech v automobilových kabinách, aby dovnitř nevpustily znečištění zvenčí.“ Jiné uplatnění nacházejí tkaniny z nanovláken ve zdravotnictví. Obvazy a náplasti z nich propouštějí vzduch, ale neprojdou jimi bakterie. Zranění se tedy může dobře a bezpečně hojit.

První na světě

Původně nanovlákna vznikala v Nanospideru tak, že je elektrické pole „vytahovalo“ z roztoku nějakého polymeru. Rozpouštědlo se z nich odpařilo a pevná vlákna vytvořila soudržnou vrstvu na jedné elektrodě. „Rozpouštědlo je drahé, a tak jsme přemýšleli, jak by to šlo udělat jinak,“ vzpomíná profesor Technické univerzity v Liberci Oldřich Jirsák, který za vynález Nanospideru dostal v roce 2006 cenu Česká hlava.

„Vymysleli jsme nový postup spočívající v tom, že se místo roztoku polymeru zpracovává jeho tavenina.“ Zařízení Nanospider ročně vyrobí až několik milionů metrů čtverečních textilie z nanovláken. „Byli jsme úplně první na světě, kdo začal stroje na nanovlákna vyrábět. Teď už se nám ale začíná objevovat konkurence v USA a Japonsku,“ konstatuje Ladislav Mareš.

Nápady pro nové stroje

Výzkumníci tedy už připravují stroje pro výrobu nanovláknových tkanin, které bude možné použít rovněž pro filtraci vody, olejů nebo pokusných roztoků v laboratořích. Anebo textilií, jež v materiálech pro tlumení hluku fungují jako membrána. Zvukem se rozkmitá, přenese kmitání na další konstrukční část, třeba objemnou vrstvu z normálních vláken, a ta energii kmitání změní v teplo. Hluk se tak snižuje.

„Vyvíjíme také nitě, které jsou pouze na povrchu potaženy nanovlákny,“ ukazuje profesor Jirsák špulku, která na první pohled vypadá úplně obyčejně. „Mají tedy vysokou pevnost a jejich povrch má vlastnosti typické pro nanovlákna – například se na něm dobře množí požadované buňky.

Nanovlákna však mohou najít uplatnění i v něčem, čemu se říká tkáňové inženýrství. „Ve spolupráci s vědci z Technické univerzity, Akademie věd i z dalších laboratoří včetně zahraničních zkoumáme, jak by se z nanovláken daly vytvářet miniaturní konstrukce, na nichž by mohly vyrůstat nové tkáně pro pacienty z jejich vlastních buněk,“ popisuje jednatel Mareš.

Nejčastější využití nanotechnologií

• v barvách, které odpuzují špínu
• na povrchu textilních látek zabraňují usazení nečistot
• nanočástice stříbra v ponožkách ničí bakterie a brání vzniku nepříjemného pachu
• ochranné krémy díky nanočásticím titanu lépe odrážejí sluneční paprsky
• uhlíkové nanotrubice a fullereny (v nich jsou uhlíkové atomy složeny do tvaru pořádně zmenšeného fotbalového míče) slouží například v elektrotechnice jako výborné vodivé materiály

Slibné využití nanočástic v medicíně

• mezinárodní výzkum koordinovaný společností Philips zkoumá bublinky z organických látek, na nichž je „nalepen“ protirakovinný lék – těsně u nádoru bublinky rozbije pulz ultrazvuku a léky se uvolní přesně tam, kde mají.
• Společnost Siemens s univerzitní nemocnicí v německém Erlangenu zkouší „nalepit“ protinádorový lék zase na magnetickou nanočástici. K nádoru se pak přiblíží silný magnet, který k němu léčivé částice přitáhne.
• Řada výzkumných týmů zkoumá ničení nádorů teplem – vnášejí do nich nanočástice, které se pak rozehřejí působením magnetického pole

Zdroj: E15
Foto: Josef Tuček, Elmarco