Téma týdne

Biomimikry a 3D tisk – na cestě k udržitelnějšímu světu

V polovině června se v Londýně v rámci celosvětového fóra “The Circular Economy 100” sešli přední odborníci i akademici věnující se trvale udržitelnému rozvoji a ekonomii. Na summitu vystoupila mezi řečníky i Janine Benyus, spoluzakladatelka projektu Biomimicry 3.8.

Janine Benyus, zakladatelka oboru Biomimikry při návštěvě Prahy v říjnu 2011. foto: archiv Material Times

Janine Benyus, zakladatelka oboru Biomimikry při návštěvě Prahy v říjnu 2011. foto: archiv Material Times
Janine Benyus, zakladatelka oboru Biomimikry při návštěvě Prahy v říjnu 2011. foto: archiv Material Times

Hlavním tématem její přednášky bylo spojení nového vědního oboru zvaného biomimikry, se vznikajícím fenoménem 3D tisku, o kterém si můžete více přečíst v článku 3D tisk – budoucnost architektury?. Benyus zdůrazňuje především možnost pracovat pouze s přírodními materiály a vyrábět bez odpadu, což znamená podílet se na udržitelném rozvoji.

Pokud se podíváme na pestrobarevná křídla motýlů, můžeme vidět jak mohou být biomimikry pro 3D tisk prospěšné. Různorodé zbarvení křídel není založeno na vrstvách konkrétních barev, ale na vzdálenosti průhledných struktur, z nichž se motýlí křídla skládají. S tímto konceptem pracuje právě i technologie 3D tisku – konkrétní barvy je docíleno vytvořením příslušné povrchové struktury nanášených vrstev materiálu. Pokud by bylo možné měnit vzdálenost mezi povrchovými vrstvami i již existujících objektů, bylo by teoreticky možné měnit jejich barvu bez použití jakýchkoli nátěrů či postřiků.

Podle Janine Benyus je jednou z hlavních předností 3D tisku fakt, že stejně jako příroda, i 3D tisk vytváří objekty přímo v požadovaném tvaru. Není tak potřeba žádného řezání, obrušování či vrtání. Jednoduše nevzniká žádný odpad. To tedy představuje další, možná ještě podstatnější výhodu – 3D tisk vyžaduje na vytvoření identického objektu mnohem méně materiálu než klasické stavební postupy.

Díky technologii 3D tisku (tvorba struktury po jednotlivých vrstvách) je potřeba nejen méně materiálu, ale i méně druhů materiálů. Při výrobě spotřebního zboží je jich často používáno veliké množství, aniž by byly vždy potřeba. Benyus jako příklad udává obal bonbónu, který se běžně skládá až ze sedmi různých vrstev. Tyto jednotlivé vrstvy zajišťují například tloušťku, barevnost, či neprůchodnost vzduchu u obalu. Namísto skládání několika vrstev matriálů od různých dodavatelů by ale pomocí 3D tisku bylo možné vyrábět pouze z jednoho materiálu, jen s využitím odlišných struktur.

Na příkladu firmy Sharklet Technologies dále Benyus ilustruje, že svět se může obejít i bez použití toxických chemikálií. Zmíněná firma vyvinula povrch, který pouze díky své speciální mikroskopické struktuře zamezuje růstu bakterií. Tento tenký plastový povlak tak má veliký potenciál využití například v medicíně či aplikace ve veřejném prostoru. O souvisejícím produktu s jiným využitím stejného principu si můžete přečíst zde.

Funkčnosti různých nákladných či obtížně dosažitelných materiálů je tedy možné dosáhnout i pouze specifickými strukturami lehce dostupných, v přírodě dokonce přirozeně přítomných materiálů. Patří mezi ně chitin (ve skořápkách korýšů) nebo oxid uhličitý (ze vzduchu). Z chitinu se dá například vyrobit plast zvaný “shrilk“, který je ovšem stejně silný jako aluminium, přirozeně se rozkládá a je finančně nenáročný na výrobu. Vědci z Wyss institutu na Harvardské univerzitě se zde pro změnu inspirovali strukturou křídel vážek a docílili tak výjimečných vlastností.