Biokompozity se hlásí o slovo

Kompozitní materiál, zkráceně kompozit, je materiál tvořený dvěma nebo více substancemi s rozdílnými vlastnostmi, které dohromady dávají výslednému výrobku nové vlastnosti, které nemá sama o sobě žádná z jeho součástí. Pokud je některá ze substancí tvořená materiálem biologického původu, mluvíme o biokompozitu.

Biokompozitům se předvídá velká budoucnost ve všech oblastech lidské činnosti. Hnacím motorem pro jejich přípravu je zejména medicína, která hledá nové materiály kompatibilní s lidskou tkání. Možnosti využití biokompozitů jsou však mnohem širší. V poslední době bylo zaznamenáno několik významných úspěchů v této oblasti. Byla například ověřena využitelnost dřeva (celulózy) v kombinaci s cínem a sodíkem (levný sodík by nahradil drahé lithium) na výrobu velmi účinných akumulátorových baterií (DOI: 10.1021/nl400998t) nebo v kombinaci s organochemickým semikonduktorem na výrobu solárních článků. Tyto solární články vykazují účinnost 2,7 %, což je v kategorii článků založených na bázi obnovitelných materiálů rekordní číslo (DOI: 10.1038/srep01536). Jejich neocenitelnou vlastností by byla nejen levnější výroba, ale zejména velmi levná recyklace.

Současné solární panely jsou vyráběny ze skla, plastu a hliníku. Zatímco procesy likvidace domácích elektrospotřebičů, televizorů a počítačů jsou víceméně vyřešeny, fotovoltaice takový systém zatím schází. V roce 2008 se v Evropě zlikvidovalo už 3800 tun solárního odpadu. Předpoklady pro Evropu přitom počítají až s čtyřnásobným meziročním nárůstem, a to až do hmotnosti 40 000 tun za rok. Trh s fotovoltaikou zoufale potřebuje jednak účinnou likvidaci vysloužilých panelů, ale také novou technologii jejich výroby.

Jiným příkladem biokompozitního materiálu je hybridní materiál vznikající kombinací motýlího křídla s nanokarbonovými vlákny (DOI: 10.1021/nn403083v). Tým vedený Eijiro Miyako z Národního ústavu vyspělých průmyslových věd a technologie využil strukturu na povrchu křídel jihoamerického motýla Morpho sulkowskyi jako šablonu pro budování sítí uhlíkových nanotrubiček, kterými lze převést světlo na teplo. Laboratorní testy potvrdily, že kompozitní materiál se ohřívá rychleji než obě jeho složky samy o sobě. Autoři se domnívají, že takto vyrobený materiál by mohl hrát roli v digitální diagnostice onemocnění, že by mohl být využit k výrobě flexibilních mikroskopických fotovoltaických článků, nebo dokonce k vytvoření nových součástek pro mikroelektroniku.

Neméně zajímavý biokompozit vznikne, když se obyčejné pavoučí vlákno kombinuje s uhlíkovými nanotubami. Pavučina je elektricky nevodivá, ale když je na ní technologicky nenáročným postupem vytvořena tenká vrstva uhlíkových nanotrubiček, stane se vodivou. Protože její neobyčejná flexibilita, charakteristická pro pavoučí hedvábí, zůstává zachována, vznikne materiál unikátních vlastností. Tento pevný, pružný a elektricky vodivý materiál by mohl najít využití např. v medicíně. (DOI: 10.1038/ncomms3435)