Březen 2007

Nanotajemství starých mečířů

Jaroslav Petr

Tvůrci nejlepších mečů minulosti, ukovaných z damascenské oceli, využívali nanotechnologie. Tajemství výroby pravé damascenské oceli upadlo do zapomnění v 18. století. Moderní fyzikové se mu snaží přijít na kloub. Tým německých vědců vedený Peterem Pauflerem z drážďanské Technische Universität zjistil, že výrobky damašských mečířů vděčí za své jedinečné vlastnosti nanotechnologiím. Výsledky výzkumu přináší vědecký týdeník Nature.

Čepele z damascenské oceli kuli kováři v okolí syrského Damašku už v 9. století. Název ušlechtilého kovu však nemusí nutně odrážet místo jeho zrodu. Podle některých odborníků pochází ze slova „damas“ používaného v arabštině pro vodu. Vystihuje typický vzor na povrchu damascenské oceli, připomínající zčeřenou vodní hladinu.

U malých částic o rozměrech do 200 nanometrů se výrazně prosazují atomární síly, které se u větších částic téhož materiálu neprojeví. To dává tzv. nanomateriálům nečekané vlastnosti. Využívání nanočástic má dlouhou historii. Uplatnily se ve staroegyptské kosmetice, při středověké výrobě damascenské oceli nebo při zdobení renesanční keramiky.

Boom nanomateriálů nastal až koncem 20. století. Podle mínění čtrnácti špičkových odborníků z USA, Británie a Německa nastal čas na jeho důkladnější kontrolu, protože uměle vyrobené nanočástice mohou mít nepříznivý efekt na životní prostředí a lidské zdraví.

V otevřeném dopise zveřejněném ve vědeckém týdeníku Nature vyzývá „nanočtrnáctka“ k vývoji přístrojů, které by umožnily monitorovat výskyt nanomateriálů v životním prostředí. Vědci volají po nových metodách, které by prověřovaly zdravotní nezávadnost nanomateriálů a jejich dopad na životní prostředí. „Nanotechnologie mají obrovský potenciál. Hrozí, že jej promrháme, pokud neposkytneme veřejnosti jasné informace o případných rizicích a lidé ztratí v nanomateriály důvěru,“ říká mluvčí „nanočtrnáctky“ Andrew Maynard. Účastníci křížových výprav ucítili kvalitu damascenských mečů na vlastní kůži. Při popisu zbraní muslimských protivníků nešetřili superlativy. Damascenská čepel je tak ostrá, že přesekne hedvábný šátek volně se snášející k zemi a neztupí ji ani seknutí do kamene.

Ocel z Damašku obsahovala až tři procenta uhlíku a tvořil se v ní tvrdý karbid železa, který propůjčuje oceli křehkost. Složitý postup opakovaného kutí, žíhání a popouštění vedl k uspořádání karbidu do vláken o průměru několika nanometrů (tj. miliontin milimetru).

Karbidová nanovlákna však tvořila jen část tajemství damascenské oceli. Němečtí fyzikové podrobili velice důkladným analýzám čepel meče vyrobeného v 18. století slavným damašským kovářem Assadem Ulláhem. Nalezli v ní kromě nanovláken z karbidu železa i dutá nanovlákna z čistého uhlíku. Z analýz vyplývá, že uhlíkové nanotrubičky povlékaly karbidová nanovlákna jako obal.

Podobné nanotrubičky se dnes využívají do materiálů, které musí snášet velké namáhání. Jsou například nedílnou součástí tenisových raket nebo rámů pro závodní bicykly. Kováři z Damašku neměli o existenci nanovláken a nanotrubiček nejmenší tušení. Metodou pokusů a omylů však vyvinuli technologii, která umožnila jejich tvorbu. Ocel tak získala jedinečné vlastnosti i vzhled.

Damascenské čepele se kuly z ocelových plátků dovážených z Indie. K tvorbě uhlíkových nanotrubiček zřejmě přispívaly přísady používané indickými výrobci suroviny. Indové tavili směs rud z různých lokalit. Do taveniny kovu přidávali dřevo keře Cassia auriculata a listy klejichy Calotropis gigantea. Při správném kutí katalyzovaly příměsi v oceli tvorbu nanovláken a nanotrubiček.

Soumrak výroby damascenských čepelí nastal s vyčerpáním některých rudných ložisek. Paufler se domnívá, že suroviny z náhradních zdrojů postrádaly potřebné příměsi a pravá damascenská ocel z nich nešla vyrobit.

(Lidové noviny, www.lidovky.cz)