Skvělý svět nových materiálů
Máte pocit, že všech těch hraček a předmětů kolem vás je už zkrátka příliš? Jak by se vám líbilo mít jen několik málo věcí, které by toho ale dokázaly hodně? Výzkumnice Lining Yao a její kolegové ze Spojených států pracují na tom, aby se tento sen stal skutečností.
Bota, která obalí nohu. Náramek, jenž se dokáže proměnit v telefon. Květina měnící při zalévání tvar i barvu. Čajový lístek, který se rozbalí, když je čaj hotový.
S těmito i dalšími koncepty pracují a experimentují badatelé ze skupiny Hmotných médií Mediální laboratoře Massachusettského technologického institutu (MIT) pod vedením profesora Hiroshiho Ishiiho. Do prototypové fáze se dostala například tkanina s názvem bioLogic – materiál na bázi bakterií reagující na teplo a vlhkost. Prodyšné otvory v oblečení vyrobené z tohoto materiálu se otevřou, když je uživatel zahřátý a zpocený. Tým pracující na materiálu bioLogic vedla Lining Yao a jeho členy byli mimo jiné i Wen Wang, Guanyun Wang, Helene Steiner, Chin-Yi Cheng, Jifei Ou, Oksana Anilionyte a Alana Solá.
Lining Yao je studentkou čtvrtého ročníku doktorského studia na MIT a společně se svými spolupracovníky rozvíjí tyto i mnohé další koncepty ve snaze nalézt materiály budoucnosti. O své práci hovořila s magazínem Metalworking World.
Vyrůstala jste v čínské provincii Vnitřní Mongolsko. Jaký vliv to má na vaši současnou práci?
Pocházím z oblasti, kde nebyla žádná televize ani počítače a všechno poznání souviselo s přírodou. Chodila jsem například do lesa na borové šišky. Po dešti jsou šišky otevřené , ale pokud je donesete domů a necháte je pár dní vyschnout, začnou se zavírat. Zjistila jsem, že šupiny borových šišek jsou z velmi inteligentního materiálu. Dokážou se zavřít a otevřít mnohokrát – jde o reverzibilní transformaci, kterou podněcuje vlhkost prostředí. Je to velmi podobné logice fungování nového materiálu bioLogic.
Na jakých materiálech teď pracujete?
V rámci projektu bioLogic jsme se zaměřili na bakterie druhu Bacillus Natto (používané v Japonsku k výrobě fermentovaných sójových pokrmů). Chovají se podobně jako šišky: rozpínají se nebo smršťují podle množství vlhkosti v prostředí. Bakterie o velikosti mikronů tak používáme k výrobě různých věcí, jako například květin s proměnlivou barvou nebo stínidel pro lampy schopných měnit tvar. Nejvýznamnější aplikaci však představují oděvy reagující na pot.
Na jakých dalších projektech jste se podílela?
Před zahájením projektu bioLogic jsem pracovala na výzkumu v oblasti pneumatických materiálů, na němž se podíleli rovněž Ryuma Niiyama, Jifei Ou a můj poradce Hiroshi Ishii. Nejvýznamnější z těchto projektů nesl název Pneumatické uživatelské rozhraní (Pneumatic User Interface) a využívali jsme v něm techniky vypůjčené z oblasti robotiky. Vyráběli jsme měkké nafukovací útvary s proměnlivým tvarem, jako například telefony, lampy nebo pouzdra na iPady. Jde o velmi vizuálně přitažlivé záležitosti, takže pro vysvětlení je nejlepší podívat se na některá z videí, která jsou dostupná na internetu (filmy naleznete níže).
Povězte nám něco o své práci zaměřené na boty.
Společně se kolegy Jifei Ouem a Danielem Tauberem jsme ve spolupráci se značkou New Balance vyrobili boty s proměnlivou pevností. Jejich sportovní návrháři přišli s několika různými scénáři, které pro boty přicházely v úvahu. Například při chůzi potřebujete, aby byly boty co nejměkčí, ale pokud sportujete, chodíte po horách nebo lezete po skálách, je naopak žádoucí, aby jiná část boty byla pevná. Otázkou ale je, jak dynamicky měnit pevnost v různých částech boty?
Pracujete na uvedení některého z těchto projektů na trh?
Jsme výzkumná laboratoř, takže nám jde spíše o dlouhodobou vizi než o prodej. Jsme si vědomi i některých technických překážek: látka například není pratelná, takže uvažujeme spíše o jednorázovém použití, jako například v rámci olympijských her, kde by tričko sloužilo jenom několik dnů. Líbilo by se nám nalézt pro ně široké použití, ale nemáme kapacitu na to, abychom důkladně zkoumali potřeby trhu.
Pracujete s tzv. „responzivními materiály“ již několik let. Jak vidíte jejich budoucnost?
Responzivní materiály budou nepochybně hrát v budoucnosti velmi důležitou úlohu. Pojmem „responzivní“ mám na mysli materiály s vlastním chováním a inteligencí. Jsou schopné reagovat na různé stimuly okolního prostředí nebo na lidskou interakci s nimi, přičemž reagují změnou svého tvaru, barvy, tuhosti, optických, mechanických či elektrických vlastností. Bota by tak například dokázala vycítit, zda chodíte, jezdíte na kole nebo lezete po horách, určit vaše potřeby a přizpůsobit příslušné aktivitě svou tuhost. Látka by zase zaznamenala, že se začínáte potit a automaticky na to zareagovala otevřením pórů. Až se vaše tělo ochladí, zase by je zavřela a umožnila vám se zahřát.
Jak vaše práce přispívá k udržitelnosti?
Základním konceptem responzivních materiálů je získat věc využitelnou v různých situacích. Vystudovala jsem průmyslový design a vždycky nás učili, že různé produkty je třeba navrhovat z různých materiálů. Máte třeba dvě židle: ráno chcete nepříliš pohodlnou židli na krátkou snídani, aby vám připomínala, že je třeba se najíst a vyrazit za prací. Na večer ale toužíte po židli s hladkým a měkkým povrchem. Základem responzivního materiálu je myšlenka, že jedna věc se může přizpůsobit různým situacím. Místo několika židlí bychom si tak mohli koupit jenom jednu, která automaticky přizpůsobí svou tuhost a tvar. Studie jsou sice teprve v počáteční fázi, ale pokud se materiály ukážou jako dostatečně robustní a budou se chovat správným způsobem, mělo by jejich zavedení omezit množství produktů, které je třeba si kupovat.
Co byste poradila lidem z odvětví výroby materiálů?
Působím v interdisciplinární instituci a jsem toho názoru, že interakce mezi různými obory je naprosto zásadní. Spousta vědců se domnívá, že je na designérech, aby využili jejich vynálezy a zatraktivnili je. Designéři sami sebe považují za spojovací článek mezi běžnými uživateli a vědci. Podle mne ale vynálezy vycházejí ve skutečnosti z přirozené úcty ke znalostem druhých. Představivost vědce se velice liší od představivosti designéra, což souvisí s rozdílným způsobem jejich uvažování. Podpořila bych proto rozvoj interdisciplinární spolupráce a odvahu pustit se do věcí, které tak dobře neznáte.
Video
Seznamte se s projekty a materiály vzniklými pod vedením Lining Yao.
