Srpen 2011

Učit se od pavouků

Karolína Vránková

Lepit bez lepidla, dělat energii ze slunce a vyrábět vlákna pevnější než ocel. Zvířata a rostliny zvládnou věci, s nimiž si technika neví rady.

Na první pohled obyčejný zátěžový koberec. Nenápadný, s nepravidelným vzorem, mají ho v desítkách kanceláří světa. Tento koberec je ale také důkaz, že biomimetika funguje. Biomimetika je napodobování přírodních principů při navrhování konstrukcí, budov, materiálů, předmětů, například i koberců. A koberec Entropa od firmy Interface napodobuje zem v lese poházenou listím. Je seskládaný z jednotlivých vzorovaných čtverců. Vzor vzniká náhodně, pokladač čtverce složí na zem tak, jak mu přijdou pod ruku. Když se jeden čtverec ošlape, nahradí se jiným. To se u zátěžových koberců dělá běžně, jenže nové kusy jsou vždycky nápadně nové a kazí dojem. Ale tady si nikdo nevšimne, že nový čtverec má trochu jinou barvu nebo že vzor nenavazuje. Protože je to nahodilá mozaika, tak jako na zemi v dubovém lesíku. „Je to, jako když se zvedne v lese list. Nic se nezmění. Vzor země v lese i koberce je založený na náhodě,“ vysvětluje Janine Benyusová. Byla prý u toho, když designéři z Interface v lese vymysleli tenhle jednoduchý trik. Vlastně je na vycházku do lesa sama pozvala, protože tahle třiapadesátiletá Američanka je momentálně jednou z největších propagátorek biomimetiky. Neboť od přírody se podle ní dá učit v mnoha ohledech a zdaleka nejde jen o vzory na koberci.

„To je přece zázrak,“ říká Janine Benyusová, vezme si z mísy před sebou jahodu, a ještě než do ní kousne, chvíli ji s obdivem prohlíží. „Kolik je v ní obsaženo součástí a všechny dohromady fungují jako dokonalý systém. A jsou v ní přítomné i budoucí jahody, které ji nahradí,“ pokračuje dále. Svůj obdiv k jahodám, k žralokům, ke všem organismům a k jejich dokonalé funkčnosti hlásá už víc než deset let a před dvěma týdny přijela do Paříže, aby propagovala nový překlad své ústřední knihy Biomimikry: inovace inspirované přírodou. Nad mísou jahod teď dává rozhovory, momentálně právě Respektu odkudsi z Prahy. Na americkou vědkyni to kupodivu zapůsobí – její knihu uvádí motto od Václava Havla. A kromě toho, její dědeček byl ovčák z Tater, který do Ameriky utekl, aby nemusel padnout za Rakousko-Uhersko v první světové válce. Zatímco dědeček byl slovenský ovčák, vnučka vystudovala lesnictví a péči o přírodní zdroje, je vzdělaná v dalších přírodovědných oborech a studovala také literaturu. Má tudíž znalosti, přesně formuluje, charismaticky řeční. Výborně se hodí pro úkol, který si sama dala: inspirovat průmysl, inženýry, techniky a designéry, aby vymýšleli věci stejně dokonalé jako jahoda. Objíždí svět, spolupracuje s velkými firmami, pořádá přednášky, dává rozhovory. Za poslední roky se objevila v mnoha vlivných světových médiích, časopis Time ji zařadil mezi čtyři desítky světových „ekohrdinů“. Napodobování přírody v technice a designu ovšem není její vynález, je to způsob uvažování, který je v posledních letech stále běžnější. Benyusová pro něj má název biomimikry, většinou se mluví právě o biomimetice.

Jde o to učit se od přírody lépe vyrábět, stavět nebo získávat energii, přesně jako se to děje v lese, v mraveništi nebo v listech při fotosyntéze; inspiraci lze najít na všech úrovních přírodních procesů. Jak ale říkají vyznavači biomimetiky, nejde jen o to efektivněji vyrábět, ale také o změnu myšlení. Inženýři industriálního věku chtěli přírodu překonat, zkrotit, využít. Tenhle silový pokus ovšem očividně nevyšel. „Znepokojují nás nezamýšlené důsledky našich činů. Už nechceme být na téhle planetě jako vetřelecký druh, který všechno, na co sáhne, obrátí ve špínu a odpadky. Toužíme po tom najít znovu spojení s přírodou. Cítíme se osamělí,“ vysvětluje Janine Benyusová – není to vlastně zase až tak překvapivé, ale právě ona to dokáže říci se správnou dávkou patosu, lidé jí to věří a jsou ochotni občas i něco změnit. Nejsou to jen velká slova, Janine Benyusová spolu s bioložkou Daynou Baumeisterovou vede konzultační organizaci Biomimicry Guild a poskytuje rady řadě firem, včetně několika velkých podniků, jako je už zmíněný král zátěžových koberců Interface.

V přírodě lze najít odpovědi i na další otázky: třeba jak odsolit slanou vodu. Rostliny v mangrovech, tedy v biotopech v deltách řek a při pobřeží, se napájejí slanou vodou, ovšem mízu mají skoro bez soli. Je to proto, že vodu filtrují přes speciální membrány ve svém cévním systému. Střevlíkovití brouci dokáží rychle a přesně vystříknout jed na dravce. Jejich „tryska“ je mnohem efektivnější než ve spalovacích motorech, takže od brouka se mohou učit konstruktéři automobilů, ovšem tentýž princip se dá využít například i při nafukování airbagů a všude tam, kde je třeba rychle něco vypustit. Další oblíbené zvíře biomimetiků je světluška (jak to dělá, že při svícení se jen jedno procento vynaložené energie mění v teplo, když u žárovky je to přes devadesát procent) anebo gekon (jejich nožky přilnou pevně na jakýkoli povrch a teoreticky by udržely i váhu sto kilogramů).

„Když se použijí mechanismy osvědčené v přírodě, ušetří se materiál i energie,“ myslí si Janine Benyusová. Právě proto nabízí firmám službu zvanou „přírodovědec u návrhářského stolu“, tedy konzultanta s přírodovědným vzděláním, který by se na problém díval z jiné stránky. Spolu s kolegy vypracovali i několik pravidel, která jsou v přírodním světě univerzální, ale člověk je jediný druh, který je nedodržuje. Tak například: chemické procesy v přírodě vždycky probíhají ve vodě, nejsou potřeba žádná jiná, potenciálně toxická rozpouštědla. Anebo: příroda produkuje věci s přiměřenou trvanlivostí, ne takové, které vydrží stovky let jako třeba plasty. Či další pravidlo: příroda si na všechno vystačí vlastně jen s několika prvky. Člověk jich využívá mnohem víc – třeba i ty radioaktivní anebo jinak nebezpečné. A pak se diví následkům. A přitom evoluce je nejlepší pokusnou laboratoří, myslí si Janine Benyusová: „Příroda má za sebou 3,8 miliardy let výzkumu a vývoje. Co se nepovedlo, z toho zbyly jen zkameněliny. Přežilo jen to, co se osvědčilo,“ píše ve své knize Biomimikry.

Jednou z oblastí, kde se dá z přírody učit nejvíc, jsou nové materiály. Knihovna materiálů ve dvanáctém pařížském obvodě vypadá prostě jako knihovna. Světlá místnost se stolky a policemi, z nichž si každý může vzít to, co chce právě studovat. Jenže místo knih jsou tady vzorky materiálů. Nejrůznějších: od tkanin po skleněné cihly, od lastur po želé. „Každý den přibude aspoň jeden vzorek. Celkem jsou od čtyř tisíc výrobců z celého světa,“ říká Elodie Ternauxová, která knihovnu matériO před deseti lety založila a dodnes řídí. Nedaleko má ateliér Philip Starck, asi nejslavnější francouzský designér dneška, ale tady poblíž Bastily jsou i další designérské a módní firmy a architektonická studia. A z nich přicházejí tvůrci, aby si vybrali materiál, jaký zrovna potřebují. Je tu všechno: koberec, který pozná, jestli na něm někdo stojí, průsvitný beton anebo hmota, která vypadá trochu jako porcelán, je ale vyrobená z vaječných skořápek.

Je tu také dost materiálů, které jsou založené právě na biomimetice, na napodobování přírody. A rychle jich přibývá. „Třeba tahle lepenka bez lepidla,“ ukazuje Elodie Ternauxová průsvitnou pásku. Vypadá skutečně jako pruh izolepy a velmi dobře lepí – třeba i na skle. Místo lepidla má však tisíce chloupků, z nichž každý je zakončený malým talířkem; okem tedy není vidět nic, nicméně podle výrobce je jich na každém čtverečním centimetru dvacet devět tisíc. Je to nápodoba gekonních extrémně přilnavých nožek. Další organismus, který se běžně napodobuje, je lotos. Jeho květ totiž zůstává stále čistý a samočisticí schopnosti se snaží dosáhnout také výrobci barev nebo tkanin. Když se člověk podívá na povrch lotosu pod mikroskopem, uvidí neviditelné skalnaté město – ostré výčnělky, vysoké deset až dvacet mikronů (vlas má sto mikronů). Takové výčnělky zařídí, že povrch je mimořádně hydrofobní, nic se nevsákne, kapka vody se jako kulička skutálí pryč. A fyzikální síly způsobí, že do sebe vtáhne také veškerou nečistotu. Tenhle trik se už docela běžně používá například na fasádních barvách; německý Lotusan je k dostání i v českých obchodech. Podle zkušeností uživatelů na internetu sice nelze očekávat, že dům zůstane bělostný jako lotos v bažině, v zásadě však samoočistný efekt funguje.

Na podobném principu, tedy speciálním zvrásnění povrchu, funguje také Sharklet, fólie, která napodobuje strukturu kůže žraloka. Kůže i její napodobenina z plastu výrazně potlačují množení mikroorganismů. „Využívá se na povrchy v nemocnicích anebo na toaletách. Zůstávají čisté, aniž by bylo nutné je neustále dezinfikovat,“ vysvětluje Elodie Ternauxová. V knihovně je i řada dalších biomimetických materiálů: textilie s membránou c_change, která se chová jako šiška – otevírá a zavírá póry podle teploty. Používá se na sportovní oblečení: když je člověku horko, otevřou se póry a látka větrá. Dalším příkladem je PureBond, tmel pro výrobu překližek používaných v nábytkářství. Je založený na sloučenině dihydroxyfenylalanin, kterou se ke skále lepí některé druhy mořských mlžů.

Za materiály není ovšem potřeba jezdit až do Paříže, protože knihovna materiálů má i svou pražskou pobočku, veřejnosti otevřenou v pražském Břevnově, kde probíhají také přednášky, mimo jiné o biomimetice.

A aby člověk viděl principy biomimetiky, stačí se podívat na suchý zip. Švýcarský inženýr Georges de Mestral ho vynalezl poté, co si všiml, jak se na jeho psa lepí lopuchy. Když se na zacuchané psí chlupy podíval okem inženýra, napadlo ho, jak to využít. To prý není nic divného, neboť inovace vznikají nejlépe na rozhraní více oborů. Jako v přírodě. „Nové věci se dějí v přírodě ponejvíce na hranici biotopů,“ připomíná Janine Benyusová. Také na rozhraní světa přírody a techniky by se toho mohlo do budoucna hodně dít.

(Respekt, www.respekt.cz)