Dnes, ve věku počítačů, často zapomínáme na důležitost vývoje v oblasti základních materiálů. Jednotlivé éry lidstva jsou přitom popisovány podle materiálů, které se nám podařilo ovládnout: Doba kamenná, doba bronzová, doba železná. I další éry jsou popisovány podle materiálových technologií – jde hlavně o keramiku, která dovolila vyrábět levné a lehké nádoby. Zdálo by se, že keramika je obyčejná, ale bez masové výroby keramiky by nemohla například existovat římská logistika – Římané díky hromadné výrobě keramiky převáželi a skladovali velké množství vína, oleje, ale i koření zvaného garum, které se dělalo fermentací z ryb.
- Význam stavebních materiálů v historii
- Přesnost, opakovatelnost, konzistence!
- Moderní materiály: Od ABS k biologicky rozložitelným plastům
Význam stavebních materiálů v historii
Schopnost používat technologie ve stavebnictví otevírala doslova nové světy: Jedním přelomem byl objev cihel, který dovolil stavět poměrně levně pevné budovy, dalším krokem ovládnutí kamenictví, které dalo vznik monumentům, palácům a chrámům – a dalším byl například římský beton, který nabízel nové možnosti stavění formou lití – a přitom byl tak odolný, že římský Pantheon, dokončený v roce 126, je dodnes největší strukturou se stropem z nezpevněného betonu!
Schopnost pracovat s materiály, ovládat jejich složení a strukturu, odděluje jednotlivé civilizační éry: Železné struktury nabízely větší pevnost a pružnost než kamenné, ale ještě důležitější byla ocel, která výrazně zlepšila jejich kvality. A schopnost vyrábět levně ocel v potřebné kvalitě nechala v 19. století vzniknout modernímu světu se železnicí, mosty, mrakodrapy a dalšími strukturami, bez kterých si dnes nedovedeme svět představit, ale předtím byly prakticky nedosažitelné.
Přesnost, opakovatelnost, konzistence!
Veškerá technická literatura se točí kolem měření, vymezování přesností, sledování výrobních statistik a podobně nudných věcí, které trápily asi každého studenta a učně. Teorie měření bavila opravdu málokoho, ale málokterý student se v praktikách dozvěděl, proč je měření naprosto klíčové a nezbytné: Bez něj se nedá sestavit naprosto nic.
O tom se přesvědčil Charles Babbage, když se pokoušel sestavit Difference Engine, první analogový mechanický počítač určený pro generování matematických tabulek. Návrh stroje z roku 1830 zahrnoval 25000 dílů a měl mít zhruba 4 tuny. Modely, které vznikaly, ukazovaly problém: Technologie viktoriánské éry nedovolovaly vyrábět opakovaně díly s dostatečnou přesností, každý byl trochu jiný – a při sestavování do celků jednotlivé odchylky, jednotlivé chyby působily tak, že se sčítaly a vytvářely ve stroji mechanický odpor.
Čím více dílků se osadilo, tím těžší bylo strojem vůbec pohnout! Teprve moderní CNC technologie dovolily vyrobit ozubená kolečka s takovou přesností, že bylo možné Difference Engine podle původních návrhů postavit. Dá se říci, že Babbageovy ideje byly přesné, jeho návrh Analytical Engine mohl dát světu mechanický programovatelný počítač o sto let dříve, než skutečně přišel – ale technologie výroby jednoduše nedovolovala potřebnou přesnost a konzistenci potřebnou pro výrobu velkého množství dostatečně precizních dílků.
Moderní materiály: Od ABS k biologicky rozložitelným plastům
Moderním materiálem, který každý miluje díky jeho preciznosti, ale málokdo ho zná, je akrylonitrilbutadienstyren (ABS). To je plast, který je velmi stabilní, nedeformuje se a snese velkou zátěž – a díky němu je možné tvořit stavebnice jako je Lego. Vyrobit dostatečně přesné dílky tak, aby se jejich prostým skládáním daly tvořit pevné konstrukce, ale není vůbec lehké.
Aby bylo z ABS možné vytvářet znovusestavitelné stavebnice, vyrábí se jednotlivé dílky s přesností 0,02 mm. Dílky jsou navržené tak, aby mezi sestavenými kostkami vznikaly štěrbiny široké 0,2 mm – to aby se sestavené Lego zase dalo rozebrat! Takže i když se vám zdá, že se ty potvory nechtějí nechat rozdělit, tak ten maličký prostor, aby se mezi kostky dalo zasunout páčidlo, tam skutečně je!
V současnosti význam ABS znovu roste, protože se dá použít také ke 3D tisku a může vytvářet pevné a precizní struktury. ABS je dnes označované kvůli své stabilitě za problematický materiál, protože je v přírodním cyklu až příliš stabilní a může vytvářet mikroplasty. Proto se dnes přichází s biodegradovatelnými alternativami jako je PLA (kyselina polymléčná) a PHA (polyhydroxyalkanoáty) a také s recyklovaným materiálem PET (polyethylentereftalát) – ty je možné vyhodit i do přírody a tam se bezpečně rozloží. Vzhledem ke kontaminaci přírody mikroplasty jsou biodegradovatelné verze plastů více než užitečné.
Plasty jsou dnes často opovrhované, ale právě ony přinesly nikoliv jednu, ale celou řadu revolucí do oblasti výpočetní techniky, protože nabídly možnost vyrábět levné, přesné a odolné počítačové skříně, lisovat je do všech možných tvarů, vyrábět tenké filmy pro datové pásky i diskety – a dnes si můžete 3D tisknout užitečné předměty. Jde tedy o výraznou revoluci, jenom musíme vyřešit problém s mikroplasty, které z nich vznikají.
Michal Rybka
Michal Rybka je publicista a nadšenec s 20 lety zkušeností v IT a gamingu. Je kurátorem AlzaMuzea a YouTube kanálu AlzaTech. Napsal několik fantasy a sci-fi povídek, které vyšly v knižní podobě, a pravidelně pokrývá páteční obsah na internetovém magazínu PCTuning.
