Nápady a objevy

23. června 2017

Plasty v Antarktidě stárnou jinak. Unikátní výzkum zjišťuje proč

Autoři výzkumu s panely umístěnými nyní v Česku i v Antarktidě | Autor: archiv Lukáše Krmíčka

Testování polymerů v extrémních podmínkách Antarktidy se věnuje výzkum, na kterém se podílejí odborníci z CEITEC VUT i Fakulty stavební VUT v Brně. Podle prvních vzorků se zdá, že na vině jsou ozonová díra i výkyvy teplot. Podrobnosti ale autoři výzkumu chtějí publikovat až v odborných časopisech. Jejich výzkum totiž nemá ve světě obdoby.

Myšlenka na testování plastů v extrémních podmínkách Antarktidy vznikla v podstatě náhodou. Při svém tříměsíčním výzkumném pobytu na polární stanici Johana Gregora Mendela si totiž geolog Lukáš Krmíček z Fakulty stavební VUT všimnul, že některé plastové komponenty použité na stavbě jsou ve velmi špatném stavu. „Ačkoliv jsem geolog a při pobytu v Antarktidě jsem zkoumal primárně různé typy hornin, nezapřu, že jsem ze stavební fakulty a všímám si i takových věcí jako jsou stavební materiály. A míra poškození plastů mi přišla velmi zvláštní, protože je stanice poměrně nová,“ vysvětlil Lukáš Krmíček.

Plasty se v Antarktidě velmi rychle lámaly a křehly, aniž by kdokoliv dokázal vysvětlit proč. „Dovedlo mě to k nápadu zkusit tam testovat degradaci polymerních materiálů. Jakékoliv nedostatky by se totiž na materiálech projevily pravděpodobně rychleji než v podmínkách střední Evropy,“ dodal Krmíček.

Většinu jeho kolegů ale myšlenka příliš nenadchla a zdálo se, že není, kdo by se nápadu ujal. „V článku pro Události VUT o mém pobytu na Antarktidě jsem ale přece jen tuto svou vizi zmínil,“ uvedl Krmíček. Nápadu si všimnul Jiří Tocháček z CEITEC VUT, který ihned rozpoznal potenciál výzkumu. „Degradaci polymerů se věnuji celý život, a když jsem si krátkou zmínku v Událostech přečetl, prvně jsem si myslel, že mám novou konkurenci v oboru,“ podotkl s úsměvem Tocháček. Následně ale Lukáše Krmíčka kontaktoval s nabídkou možné spolupráce. „Během půl roku jsem vybral vhodné polymery na testování a na CEITEC VUT jsme udělali vzorky,“ popsal Jiří Tocháček. Vzorky následně upevnili na speciální panely a poslali s další expedicí na Antarktidu. Aby ale případné změny mohli porovnat, identické panely umístili i v Brně. „Máme referenční sérii, která je vystavena na střeše knihovny Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Zároveň tak odebíráme vzorky z Antarktidy a odsud,“ upřesnil Tocháček.

Panely by měly na obou místech stát po dobu minimálně pěti let. Momentálně už mají za sebou dva roky. „Po prvním roce jsme tolik viditelných výsledků ještě neměli. Letos v březnu ale došla další zásilka, kterou teď zkoumáme, a tam už rozdíly patrné jsou,“ uvedl Jiří Tocháček s tím, že konkrétnější ale zatím být nechce. Výsledky totiž plánují výzkumníci publikovat v odborných časopisech. Podle všeho totiž v Antarktidě ještě nikdo podobný výzkum neprováděl.

V Antarktidě museli kvůli místním podmínkám panely upevňovat velmi důkladně | Autor: archiv Lukáše Krmíčka

Kromě vlastních vzorků mají navíc autoři výzkumu k dispozici i materiály použité přímo na stavbě. „Se svolením Masarykovy univerzity, jako provozovatele stanice, jsem tam už při svém pobytu odebral nějaké kusy poničených plastů. Stejný materiál se pak ale podařilo najít i ve skladu výzkumné stanice. Máme tak součástky, které byly vystaveny místním podmínkám, a materiály, které ležely uskladněny v krabicích ve tmě,“ dodal Lukáš Krmíček. Jiří Tocháček pak podotýká, že takový nález je poměrně unikátní. „Máme totiž zcela identický materiál ze stejné šarže se stejnou teplotní historií a jediný rozdíl mezi ním je, že jeden byl vystaven záření a druhý ne,“ vysvětlil Tocháček.

Právě UV záření je hlavní příčinou pozorovaných změn plastů na Antarktidě. „Myslíme si, že k opotřebení velmi přispívá ozónová anomálie, hovorově označovaná též jako ozonová díra, která nad místem je. Do prostoru Antarktidy tak proniká UV záření s kratšími vlnovými délkami, které mají vyšší energii. Toto záření je pak schopno narušit polymerní vazby v materiálech a tím iniciovat jejich degradaci. Na její rychlosti se pak podílejí i výrazné a časté teplotní výkyvy a neustálý silný vítr, který nese částečky ledu a hornin, které mechanicky polymery narušují,“ popsal Krmíček.

V budoucnu by výzkumníci v takto extrémních podmínkách rádi testovali i pokročilé stavební materiály. Zatím se ale musí s výzkumem uskromnit. Nečerpají totiž žádnou finanční podporu ani z projektů, ani od firem. Unikátní porovnání tak dělají v rámci svých běžných pracovních úvazků. „Výzkumníci CEITEC VUT a Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity se prostě mezi sebou domluvili, že výzkum bude. Děláme to pro vědu samotnou a také proto, že nás to z profesního hlediska baví,“ dodal Tocháček.

(zep)

TémataFakulta stavební CEITEC VUT Polymery Univerzitní spolupráce Meziuniverzitní spolupráce