Představte si opravdu rozžhavenou plotnu. V okamžiku, kdy na ni dopadne špína nebo třeba bakterie, v mžiku shoří a rozloží se na mikroskopické částice, které se vypaří. Plotýnka tak zůstane dokonale čistá. Vypadá to jako jednoduchý nápad a takových má český vědec Jan Procházka řadu. Na rozdíl od mnoha jiných vynálezců má však dar, a tím je, že na nápady nejen přichází, ale dokáže je uvést i v život.
Jedním z takových vynálezů je ochranný nátěr z nanomateriálů, který se prodává již přes deset let pod názvem FN Nano. Daná technologie je založena na fyzikálním procesu zvaným fotokatalýza. V podstatě se jedná o přirozený proces fotolýzy, kdy se látky rozkládají pomocí světla, jen je urychlen pomocí fotokatalyzátoru. Na fotokatalyzátor dopadá UV záření ze slunce, a to vytváří podobný efekt jako je na v úvodu vzpomínané plotně. Na povrchu vznikají dvojice kladných a záporných nábojů. Ty reagují s molekulami kyslíku a vody z ovzduší a na povrchu katalyzátoru vznikají vysoce reaktivní hydroxylové a peroxidové radikály. Tyto útočí na organické látky v okolí, zejména benzen, toluen, aceton, butan a jiné. Špína, bakterie, viry, řasy, plísně a houby se jednoduše odpaří. Konečnými produkty fotokatalýzy jsou oxid uhličitý a voda. To vše díky fotokatalyzátru.
Tímto katalyzátorem je přitom relativně známá látka – oxid titaničitý (chemické označení TiO2). Pokud vám nic neříká, možná znáte z řady potravin označení E171 – titanová běloba. Najdete ji v polevách, omáčkách, žvýkačkách, koláčích, jogurtech, Milce, bonbónech M&M’s, zkrátka v tiscích dalších potravin, kde chtějí výrobci dosáhnout bílé barvy. Nechybí ani v opalovacích krémech, kosmetice nebo třeba zubních pastách. Znají je i lékaři, pomáhá totiž srůstu kostí s implantáty jako jsou umělé klouby nebo výplně zubů.
„Při kontaktu se světlem, ať už přirozeným v exteriéru, nebo instalovaným UV světlem ve vnitřních prostorách, nátěr sám spolehlivě likviduje zárodky plísní a řas. Povrch ošetřený naší technologií poznáte snadno. Je stále čistý. Například zašedlých na protihlukových stěnách na pražském Barrandově tak můžete již několik let vidět stále čisté čtverce,“ říká Jan Procházka. Připomíná i jednu z dalších ukázkových realizací – pražskou Vilu Bianca, která byla před osmi lety ošetřena zmíněným nátěrem. Vila Bianca dělá čest svému jménu, je stále nečekaně běloskvoucí.
Z dalších tuzemských realizací můžeme vzpomenout třeba fasádu zámku či povrchy soch v zámeckém parku v Paskově na severu Moravy trpící nepříznivým ovzduším nejen z nepříliš vzdálených hutí, ale i místní celulózky. Viditelný efekt mají ochranné nanonátěry i na stěnách pražského Mánesa, který se nachází v bezprostřední blízkosti vody, a plocha tak má nejen šanci proti řasám a plísním, ale vyznačuje se i samočisticím a anti-graffiti efektem.
České nanomateriály chránící povrchy staveb a uměleckých děl nenajdete však jen u nás, ale i v cizině. Nejnovější je realizace v kanadském městě Mississauga nacházejícím se u ústí řeky Credit do jezera Ontario. Známá ikona města, maják Port Credit, se stal první historickou památkou v Kanadě, kterou český nanonátěr chrání. Ochranná vrstva na majáku nejenom zamezuje růstu řas a plísní, ale zároveň plní důležitou environmentální funkci – čistí okolní vzduch od nebezpečných látek. Nová eko-fasáda majáku vyčistí ročně přes pět set milionů kubických metrů vzduchu, a navíc zůstane dlouhodobě čistá. „Ekologickým přínosem této budovy je stálá kompenzace emisí z 30 automobilů v automobilové dopravě. Je to stejné jako kdybyste tato auta dali pryč z ulic,” podotýká k tomu Procházka.
Minulý rok pak představena tzv. Nanozeď v zahradách Kensingtonského paláce v Londýně. Cedule umístěná na místě připomíná, že za jediný rok dokáže ochranný nanonátěr na této zdi kompenzovat negativní dopad emisí z více než desíti naftových vozů, které za tu dobu ujedou čtvrt milionu kilometrů.
Nanočástice nachází uplatnění i v nátěrech v interiérech. Zejména pak ve veřejných budovách, jako jsou školy, školky a zejména zdravotnická zařízení. Celosvětově jsou velkým problémem tzv. nemocniční infekce nebo také odborně nezokominální nákazy, v jejichž důsledku u nás ročně umírá na 7 až 10 000 lidí, nejčastěji na zápaly plic a infekce krevního řečiště, a roční náklady na boj s těmito infekcemi dosahují odhadem deset miliard korun. Jsou to čísla varující, o to víc, když vychází z dat, která již před třemi lety představili odborníci z nejpovolanějších, konkrétně MUDr. Vlastimil Jindrák, vedoucí Národního referenčního centra pro infekce spojené se zdravotní péčí Státního zdravotního ústavu. Biocidní nanonátěry likvidující bakterie v okolí v kombinaci se světlem s UV-A spektrem tak mohou být jedním z řešení tohoto problému. Nakonec některé české nemocnice k tomuto již přistoupili, třeba FN Motol nebo zlínské oční centrum Gemini.
Pokud by se jednoho dne nanomateriály na bázi fotokatalýzy rozšířili, města, jak je dnes známe, by se zcela proměnila. Povrchy budov, vozovky, nemocnice, průmyslové areály. Vše by bylo pokryto nanovrstvou materiálu, který je schopen likvidovat nebezpečné viry a bakterie, škodlivé inhalace z průmyslu i provozu aut. Města by konečně zářila čistotou…
Kdo je Jan Procházka
Ing. Jan Procházka, Ph.D. (*1961) absolvoval v roce 1985 Vysokou školu chemicko-technologickou v Praze. Následně nastoupil do Výzkumného ústavu sdělovací techniky Tesla, kde se zabýval vývojem optických vlnovodů. Ještě v osmdesátých letech, během výletu do západního Německa emigroval a zamířil do USA, kde byl v roce 1998 byl u začátku výzkumu anorganických nanomateriálů ve výzkumném centru jedné z největších těžebních společnosti – BHP Minerals, lnc. Projekt, na kterém pracoval, koupila další americká společnost, kde nadále pokračoval ve výzkumu výroby a využití nanomateriálů na bázi anorganických oxidů. Současně zde získával své znalosti z managementu. Po svém návratu do ČR složil na Univerzitě Karlově složil doktorát v oboru organické chemie. Jeho výzkum se věnuje aplikaci nanomateriálů v celé šíři, vedle zmiňovaných efektů fotokatalýzy a její aplikace v nátěrech, vyvinul také zcela novou generaci baterií s vysokým výkonem a vyšší kapacitou, než mají běžně používané akumulátory. Právě s obsahem nanomateriálů. Baterie nazvané HE3DA jsou tak výrobně řádově levnější a bezpečnější než konvenční lithiové. První výrobní linka je v Praze, v Horní Suché na Karvinsku pak vzniká továrna, která by měla tyto baterie vyrábět ve velkém. Je členem Electrochemical Society, American Ceramic Society, více-prezident České společnosti pro aplikovanou fotokatalýzu a člen dozorčí rady Asociace nanotechnologického průmyslu ČR. V roce 2017 obdržel medaili za zásluhy o stát v oblasti vědy od prezidenta republiky.