Zajímavosti z polymerní vědy

 

Na stránkách této rubriky se pokoušíme přiblížit čtenářům zajímavosti z polymerní vědy. Na jedné straně chceme populární a přátelskou formou popsat výsledky našeho současného výzkumu. Na straně druhé chceme také upozornit na aktuální objevy a úspěchy badatelů ve světě, které se objevily na stránkách vědeckých časopisů, ke kterým nemá běžný čtenář snadný přístup.

 

Naše projekty

 

Vodík energetická surovina budoucnosti - využití polymerních pěn pro separaci, skladování a absorpci vodíku

Světová spotřeba energie se zvětšuje rychlým tempem. Tento nárůst je třeba alespoň zčásti pokrýt pomocí nových, rozsáhlých a obnovitelných zdrojů energie neprodukujících škodliviny. Příspěvkem k řešení nastolených otázek by mohl být rozvoj vodíkové energetiky. V této souvislosti je zapotřebí vyřešit problém skladování a separace vodíku. Vhodným materiálem pro tyto účely se jeví polymerní pěny s nekomunikujícím póry (tj.s uzavřenými buňkami). Každá buňka představuje miniaturní tlakový zásobník, který je plněn pronikáním plynů skrze svou stěnu. Přitom různé plyny procházejí stěnou různě rychle a ta tak působí současně jako separační membrána. Blok extrudovaného pěnového polystyrenu (XPS) s kanály uspořádanými podle následujícího schématu je schopný separovat vodík ze směsi plynů a současně jej skladovat. Pěnový membránový zásobník tohoto typu by měl vyrovnávat rozdílnou rychlost produkce (biotechnologicky vyráběného) vodíku a jeho spotřeby v palivovém článku. Struktura expandovaného polystyrenu (EPS) tvořená vzájemně slepenými perličkami umožňuje absorbovat vodík z jeho směsí. Směs plynů protéká mezi perličkami, přičemž vodík, jež se vyznačuje nejvyšší permeabilitou, přednostně plní uzavřené buňky uvnitř perliček a jeho koncentrace ve směsi klesá. Vodík je v perličkách zadržen do doby, než jeho parciální tlak vně perliček poklesne. Po snížení tlaku v zařízení se absorbovaný vodík uvolňuje z polymerní pěny a je možné ho jímat pro další použití, přičemž je jeho koncentrace vyšší než v původně přiváděné plynné směsi.

Takovéto moduly z polymerních pěn integrujeme do aparátu, který je schopen biotechnologicky produkovat vodík, zkoncentrovat jej a pak z něj vyrábět elektřinu v palivovém článku. Tento aparát by mohl být s výhodou využíván v autonomních jednotkách jako je osamělá farma nebo kosmická stanice. Zpracovával by biologický odpad a poskytoval elektrickou energii.

Kontakt: RNDr. Zbyněk Pientka, CSc., 296809280,

 
 

Aktuality ze světa

 
Gekon inspiruje – samočisticí přilnavé materiály

(Sunny Sethi, Liehui Ge, Lijie Ci, P. M. Ajayan, and Ali Dhinojwala, Nano Letters 8, 822 (2008)

Povrch tlapek gekona vykazuje mimořádnou přilnavost k různým povrchům, která mu umožňuje šplhat po kolmých površích. Povrch tlapek má navíc vysokou samočistící schopnost, takže zatímco např. lepicí páska ztratí přilnavost už slabým zaprášením a tuto přilnavost už nelze obnovit, gekoní tlakpa obnoví svou přilnavost už po pár krocích gekona po čistém povrchu. Přilnavost je způsobena hierarchickou mikrostrukturou chloupků na gekoní tlapce – na větších mikrochloupcích jsou menší mikro- a nanochloupky, které vytvářejí obrovskou a přitom flexibilní styčnou plochu s podkladem. Adheze probíhá především van der Waalsovskými interakcemi. Byl vytvořen podobný povrch litografickými technikami, kde jako nanochloupky byly použity prostorově strukturované svazky uhlíkových nanotrubek zakotvených v polymerní matrici. Tento povrch měl vysokou přilnavost a přitom značnou samočistící schopnost.

 
 

 

BIOpolymer POstdoctoral Laboratory and educational center - BIOPOL

Otto Wichterle Centre of Polymer Materials and Technologies - CPMTOW

Centre of Biomedicinal Polymers - CBMP

Centre of Polymer Sensors - CPS

Polymers for Power Engineering - Energolab


 

Institute of Macromolecular Chemistry AS CR, v.v.i.
Heyrovského nám. 2
CZ-162 06 Praha 6
Czech Republic
phone:+420 296 809 111
fax:+420 296 809 410

Strategie 21