Led jako architekt materiálů budoucnosti

Moderní kryobiologie a kryomedicína se potýká se zásadním problémem: Když se pokusíme zamrazit buňky a jejich shluky ve vodě, vznikající ledové krystalky je začnou propichovat jako tenké jehly. Takový děravý orgán pochopitelně není na transplantaci nejvhodnější. Při mrazení potravin (masa, zeleniny atd.) také vznikají krystaly ledu, které narušují strukturu potravin, ale zároveň roztrhají buňky bakterií, což je pro nás vhodné. Led dokáže potrhat buňky, tkáně i celé orgány, ale zároveň umožňuje skladování potravin a léčiv. Co kdyby se led ničitel stal na moment ledem stavitelem?

Nápad využít led jako architekta vznikl v padesátých letech v americkém NACA (National Advisory Committee for Aeronautics). Podobnost s dnešním střediskem NASA (National Aeronautics and Space Administration) není náhodná, neboť NACA je jeho přímým předchůdcem. Vědci z NACA chtěli najít způsob, jak jednoduše odlévat součástky ze žáruvzdorných materiálů, jako jsou například karbidy nebo silicidy. Mělo to ale háček – žáruvzdornost znamená extrémně vysokou teplotou tání, což významně komplikuje jejich tavbu a následné lití do forem, kde zatuhnou v hotové součástky, protože materiál formy musí odolávat ještě většímu žáru než litina.

1. Schéma procesu lití za studena. A. Roztok s částicemi (černé kuličky); B. částice natlačené na sebe mezi zrnky ledu (modrá); C. shluky částic s odsublimovaným ledem; D. struktura slinutá z částic.