Výměny píchlých pneu se prý stanou historií. Vědci našli řešení bez kompromisů

Auta, která nezastaví defekt, existují i dnes, ale jen s kompromisy na straně uživatelského komfortu či ceny. Toto řešení podobné potíže trápit nemají.
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Technika

Výměny píchlých pneu se prý stanou historií. Vědci našli řešení bez kompromisů

23.8.2017 | Marek Bednář | 2 příspěvky

Auta, která nezastaví defekt, existují i dnes, ale jen s kompromisy na straně uživatelského komfortu či ceny. Toto řešení podobné potíže trápit nemají.

Většina aut dnes s sebou vozí rezervní kolo pro případ defektu, další spousta jich má místo něj jen lepicí sadu. Ani jedno z těchto řešení není dokonalé - měnit kolo je pracné a někdy i nebezpečné, lepící sada pak nevyřeší větší poškození. Existují také pneumatiky typu run flat, na kterých se v případě defektu dobelháte do pneuservisu, ty však znamenají nižší jízdní komfort, nemluvě o tom, že s nimi stejně dojedete jen pomalu pro jiné. Budoucnost pneumatik je dost možná jinde - v gumě, která se po defektu sama zacelí.

Výzkumníci na Škole inženýrství a aplikovaných věd Johna A. Paulsona při Harvardské univerzitě vyvinuli nový typ gumy, která je pevná stejně jako přírodní guma, ale na rozdíl od ní při velkém namáhání nepraská a umí se sama zacelit. Samozacelující hydrogely nejsou novinkou, ale u suchých materiálů, mezi které běžná guma patří, je to průlom.

Důvodem je, že guma je tvořena polymery, spojenými permanentními kovalentními vazbami. Ty jsou velmi silné, ale když se přeruší, už je není možné spojit. K vytvoření samozacelující gumy bylo nutné vytvořit vazby reverzibilní, aby se mohly rozpojit a pak zase spojit dohromady.

„Předchozí výzkum se zabýval používáním reverzibilních vodíkových vazeb ke spojení polymerů do gumy, ale tyto reverzibilní vazby jsou z podstaty slabší než kovalentní vazby,” vysvětluje Li-Heng Cai, jeden z autorů studie. „To nastolilo otázku, jestli dokážeme udělat materiál pevný, ale zároveň se schopností samozacelení,” dodává.

Spolu s profesory Jinrongem Wu ze S'-čchuanské univerzity v Číně a Davidem A. Weitzem z Harvardu tedy vytvořili hybridní gumu, v níž jsou polymery spojeny zároveň kovalentními i reverzibilními vazbami. „Problém je, že tyto dva typy vazeb jsou nemíchatelné, něco jako olej a voda,” říká Cai, takže dosud bylo možné o takovéto gumě uvažovat jen teoreticky.

Průlomem, který umožnil tuto teorii převést do praxe, je nové molekulární „lano"” které tyto dva typy vazeb sváže k sobě. „Lano” jsou přesněji řečeno náhodně větvené polymery a dovoluje smíchat vazby ve směs homogenní na molekulární úrovni. Výsledkem výzkumu je průhledná, odolná a samozacelující guma.

Běžná guma v určitém momentu praská - když v tahu dosáhnete limitu, guma se přetrhne. Nový materiál ale v tahu vytváří drobné trhlinky, ve kterých jsou stále vlákna. Jako celek tedy rozptyluje sílu do větší plochy, což znamená ohromně velkou odolnost proti přetržení. Když tah uvolníte, materiál se vrátí do původní polohy a trhlinky se pomocí oněch vláken zacelí. „Při proříznutí by pneumatika nemusela být hned měněna. Sama by se zacelila, a to i za jízdy,” říká Jinrong Wu.

Nebudeme předstírat, že principu stoprocentně rozumíme, nejsme materiáloví inženýři - a ani výzkumníkům samotným ještě není všechno jasné. „Z hlediska materiálových věd zatím stoprocentně nerozumíme tomu, proč tato guma vytváří trhlinky, když ji natáhneme. Z hlediska inženýrství je zatím otázkou, kde by se dala využít výjimečná kombinace průhlednosti, odolnosti a schopnosti samozacelení,” říká Weitz.

Princip „lan” na molekulární úrovni k míchání kovalentních a reverzibilních vazeb k vytvoření homogenního hybridního elastomeru je ale podle něj v této oblasti dost obecný. a vyvinout odolné a samozacelující se gumy pro praktické použití by neměl být problém. Využití pro pneumatiky aut je tedy reálné, byť přesnější termín možného nasazení je zatím nejasný. Alespoň se máme na co těšit...

Výměny píchlých pneu se prý stanou historií. Vědci našli řešení bez kompromisů - 1 - samozacelujici guma SEAS prvni v
Jediný obrázek, který výzkumníci zatím zveřejnili, vnáší do míchání kovalentních vazeb s reverzibilními jen trochu více světla

Výměny píchlých pneu se prý stanou historií. Vědci našli řešení bez kompromisů - 2 - Vymena pneumatiky auto na silnici 01Výměny píchlých pneu se prý stanou historií. Vědci našli řešení bez kompromisů - 3 - Vymena pneumatiky auto na silnici 02Výměny píchlých pneu se prý stanou historií. Vědci našli řešení bez kompromisů - 4 - Vymena pneumatiky auto na silnici 03
Novinka by v praxi měla čemukoli podobnému učinit přítrž - pneumatika z nového materiálu by se sama zacelila i za jízdy

Zdroj: Phys

Marek Bednář

Další zajímavé články:

Diskuze 2 příspěvky

Živá témata na fóru

zobrazit vše

Autobazar

zobrazit vše