Japonsko vyvinulo nejpevnější vlákno na světě – pětkrát odolnější než Kevlar

V laboratoři v Tokyu se japonským vědcům podařil průlom v oblasti materiálového inženýrství: vytvořili syntetické vlákno, které je pětkrát odolnější než Kevlar a přitom výrazně lehčí. Nový materiál nese název Tsuno-Fiber a inspiroval se jedním z nejodolnějších přírodních materiálů – pavoučím vláknem.

Pavoučí vlákno už dlouho fascinuje vědce svou kombinací pevnosti a pružnosti. Jeho tajemství spočívá v jedinečné struktuře proteinových řetězců, které střídají krystalické a amorfní uspořádání. Právě tuto vlastnost se japonský tým pokusil napodobit – a uspěl. Pomocí pokročilých technik skládání a zarovnávání polymerů vytvořili vlákno s pevností přesahující 6 GPa a zároveň mimořádnou elasticitou.

Výroba probíhá metodou elektrospinningu, při které se molekulární řetězce vrství za přesně kontrolované teploty a vlhkosti. Výsledkem je materiál, který absorbuje pětinásobek kinetické energie ve srovnání s Kevlarem – a přitom je odolný vůči UV záření, vysokým teplotám, vodě, kyselinám i mikrobům.

Možnosti využití jsou rozsáhlé. Vojenské použití je nasnadě – neprůstřelné vesty, přilby, štíty. Ale díky své pružnosti může Tsuno-Fiber najít uplatnění i v medicíně (např. jako chirurgické stehy), v konstrukci hlubinných kabelů nebo dokonce jako „šlachy“ pro exoskelety. V testech dokázal 1mm silný plát zachytit střelu ráže 9 mm bez jejího průniku, a to bez ztráty ohebnosti.

Navíc je recyklovatelný – na rozdíl od Kevlaru nebo uhlíkových vláken lze Tsuno-Fiber rozložit a znovu použít s minimálními ztrátami. Vědci již pracují na jeho zapracování do textilií – vývoj lehkých, prodyšných tkanin, které budou pevnější než ocel, ale vhodné i do extrémních klimatických podmínek.

Tsuno-Fiber je důkazem, co se stane, když věda přestane přírodu pouze kopírovat – a začne její principy precizně inženýrsky rozvíjet.

Zdroj foto: www.pexels.com