Toseda svými nanotechnologiemi dobývá vesmír

This computer image provided by the European Space Agency (ESA), Tuesday, Dec. 2, 2014, shows the Ariane 6 launcher. European governments have agreed to fund the development of Ariane 6, a next-generation rocket that will be used to launch satellites into orbit. The decision taken Tuesday at a ministerial meeting in Luxembourg comes as the European Space Agency faces increasing competition from cheaper rivals. (AP Photo/David Ducros, ESA)
Speciální lepidla s nanočásticemi pro rakety ESA přinesly pardubické společnosti Toseda uznání odborníků i další „vesmírné“ zakázky

 

Úspěch pardubické společnosti Toseda s.r.o. je především  osobním příběhem dvou výzkumníků, kteří se rozhodli zvednout hozenou rukavici od Evropské kosmické agentury. Před necelými čtyřmi roky dnešní majitelé Tosedy Ing. Tomáš Vlček, Ph.D., a Ing. Jiří Zelenka, CSc., pořádně zariskovali. Odcházejí z pohodlí výzkumné práce v zavedené firmě a vydávají se vstříc značně nejistému snu. Na vlastní triko získat od ESA své „vesmírné“ zakázky.

Protože jsme pracovali v oblasti nanotechnologií, měli jsme šanci zareagovat jako jedni z prvních na výzvy od ESA poté, co s ní v roce 2008 Česká republika zahájila oficiální spolupráci. ESA pro nové členské státy vyhlašovala speciální zvýhodněné programy a my jsme věřili, že máme šanci uspět. Již léta před tím jsme pracovali s nano materiály a technologiemi, které jsou ve vesmírných programech velice vyhledávané. Chtěli jsme ESA ukázat, že opravdu něco umíme,“ vzpomíná na začátky Tomáš Vlček.

2.
Uvnitř rakety ESA. Pracuje se tu s přesností na tisíciny milimetrů
3.
Průřez raketou ESA Ariane 5

 

Nelehké začátky bez financí
Toseda byla založena jako obchodní společnost v roce 2010. O tři roky později ji Tomáš Vlček a Jiří Zelenka přeměňují na výzkumné, vývojové a výrobní pracoviště speciálních polymerních systémů. „Začátky nebyly jednoduché. Přestěhovali jsme se do prostor, které vypadaly spíše jako kancelářské a do laboratoří měly daleko. Byly tedy potřebné vysoké investice na vybavení. Jsme proto velice vděční ČSOB, že nám pomohla při rozběhu společnosti. Byla to jediná banka ochotná nás podpořit. Bez její pomoci bychom spolu dnes nehovořili,“ popisuje Jiří Zelenka první nelehké kroky soukromého podnikání.

První zakázka byla sen
Odvážnému ale štěstí přeje, jak již řekl Vergilius. A připravenému, dodali by aktéři tohoto příběhu. Získání prvního projektu pro ESA v roce 2013 totiž připomíná krásný sen. „K našemu obrovskému překvapení jsme krátce poté, co jsme úplně přešli od bývalého zaměstnavatele do vlastní firmy, dostali od ESA nabídnutou první zakázku. Šlo o vývoj a výrobu speciálního lehčeného adheziva pro nosiče raket,“ vypráví Tomáš Vlček.
To, že práce pro Evropskou vesmírnou agenturu není vůbec snadná, dokazuje zlomový okamžik jejich první zakázky. „Měli jsme na ni rok a půl. Ale necelé dva měsíce před dokončením nám ESA oznámila, že se díky vynucené změně celkového konceptu nádrže na kapalné palivo musí upravit i zadání našeho projektu. Jejich nový koncept vyžadoval použití adheziva s výrazně jinými vlastnostmi. Řekli nám: My bohužel víme, že vývoj nového systému ve zbývajícím čase projektu je téměř nereálný. Odpověděl jsem jim: Tak počkejte, my to zkusíme. Chtěli jsme se ukázat v nejlepším světle a vybudovat si tak prestiž důležitou pro budoucí rozvoj naší firmy,“ líčí Jiří Zelenka.
Začíná nelítostný souboj s časem. Nastala chvíle, kdy nestačí jen zkušenosti a hra s analogiemi. Chtělo to něco nového. Naštěstí se nápad dostavuje. Adhezivum, vyhovující novým požadavkům, je vyvinuto v rekordním čase. Společnosti Toseda se dostává uznání od jejího největšího zákazníka a Evropské kosmické agentury. Malé firmě z Pardubic se tak dveře do vesmíru hodně pootevřely. Spolupráce na nových projektech trvá již čtvrtým rokem. A malá česká firma za tu dobu získává i další významné celoevropské „kosmické“ zakázky.
„Bylo to i tím, že ESA preferuje malé firmy, které jsou oproti velkým a někdy těžkopádným nadnárodním konsorciím výrazně flexibilnější,“ doplňuje Tomáš Vlček.

4. A 4. B

4. C
Nanočástice mají nejčastěji tvar destiček, koulí, trubek nebo vláken

 

Oč odolnější, o to lehčí
Proto se dnes v Tosedě zaměřují zejména vývoj hi-tech polymerních materiálů v kombinaci s nanotechnologiemi. TOSEDA má know-how především v oblasti syntézy nanočástic a jejich povrchové modifikaci pro zlepšení dispergace (rozptýlení) v polymerních systémech. Polymerní systém modifikovaný nanočásticemi může mít unikátní vlastnosti pouze tehdy, pokud jsou nanočástice správně dispergovány v polymeru.
„Je to jako míchání vody a mouky. Vše musíme namíchat tak, aby se netvořily hrudky. Výsledkem je homogenní směs, v níž se však každá částice musí chovat jako jedinec. Nanočástice mají nejčastěji tvar destiček, koulí, trubek nebo vláken a jejich tvar se nesmí změnit vlivem dispergace. Nanotechnologie mají obrovský potenciál a širokou škálu jejich aplikací si jen stěží dokážeme v současné době představit. Díky jejich použití je například možné vyrobit nafukovací gumový člun, který bude extrémně pevný, avšak díky tenčím stěnám bude mnohem lehčí,“ vysvětluje Jiří Zelenka.

Lepidla do nádrží kosmických lodí
Tosedě se k dnešnímu dni podařilo získat již osm projektů v rámci ESA. Dva z nich jsou zaměřeny na vývoj nových typů nádrží na kapalný vodík a kapalný kyslík v nosných raketách. Tyto nádrže jsou od sebe vzájemně odděleny izolační přepážkou, bránící v přestupu tepla a hlavně nebezpečnému smíchání vodíku a kyslíku vedoucímu k explozi.
V prvním úspěšně dokončeném projektu bylo jejich úkolem vyvinout adhezivum  pro lepení bloků tepelně izolačních pěn, které musí odolat teplotnímu cyklování v rozmezí od -254 °C do +80 °C bez poškození lepeného spoje. Podařilo se vyvinout unikátní nízkohustotní lepidlo, díky němuž lze uspořit několik kilogramů z celkové hmotnosti palivové nádrže. A významně tak přispět k efektivitě provozu nosných raket.
„Dříve se většina komponentů do vesmíru dělala z kovů. Současným trendem u vesmírných projektů je ovšem snižování hmotnosti, kvůli redukci provozních nákladů. Proto kovové materiály začaly nahrazovat polymerní kompozity a nejnověji polymerní nanokompozity. Když zredukujete hmotnost o jeden kilogram, který má být vynesen do kosmu, můžete ušetřit až několik desítek tisíc euro celkových nákladů na realizaci kosmické mise,“ vysvětluje Jiří Zelenka.
I druhý projekt je spojen s nosnými raketami. Jde v něm o formulaci speciální polymerní ochranné vrstvy tepelně izolačních (kryogenních) pěn. Ta má zabránit styku pěny s kapalným vodíkem a průniku jeho molekul.

5. Expandovatelné dvousložkové adhesivum pro lepení tepelně isolačních pěn nádrží na kapalná paliva nosných raket
Expandovatelné dvousložkové adhesivum pro lepení tepelně isolačních pěn nádrží na kapalná paliva nosných raket
6. Lepený spoj tepelně isolačních pěn nádrží pro kapalná paliva nosných raket připravený pomocí expandovatelného adheziva
Lepený spoj tepelně isolačních pěn nádrží pro kapalná paliva nosných raket připravený pomocí expandovatelného adheziva

 

Budou chránit zrcadla družic
Náplní třetího projektu byl základní výzkum nového typu ochranné vrstvy pro zrcadla na družicích. Jde o speciální transparentní polymer, schopný díky nanotechnologiím odolávat atomárnímu kyslíku, mikrometeoritům, tvrdému záření, teplotnímu cyklování a více než jednoleté expozici teplotě 340 °C bez poškození. Ve čtvrtém projektu bylo vyvíjeno speciální lepidlo s velmi nízkou hustotou, které může být využito nejen při výrobě družic, ale i v leteckém průmyslu. Jednotlivé subsystémy jsou montovány na voštinové panely družic pomocí speciálních hmoždinek. Cílem projektu bylo vyvinout jednosložkové lepidlo s dlouhou dobou skladovatelnosti a nízkou teplotou vytvrzování pro robotickou aplikaci těchto hmoždinek. Pátý projekt byl zaměřen na vývoj tepelně vodivé vrstvy umožňující dokonalý odvod provozního tepla a tím chlazení elektronických subsystémů přimontovaných k panelům družic. Další projekt byl pak zaměřený na vývoj speciálních typů a kompozitních materiálů pro výrobu radarů satelitů.

Do kosmu míří I Zelená chemie
Ambiciózním cílem nejnovějších dvou projektů Tosedy je vývoj hi-tech materiálů pro náročné kosmické aplikace založených výlučně na technologiích příznivých životnímu prostředí. Nově vyvinuté systémy nahradí v současné době používané unikátní materiály, které však obsahují velmi toxické komponenty. Výzvou je především požadavek, aby nové „zelené“ systémy vykazovaly stejné unikátní vlastnosti jako předcházející generace materiálů.
Vývoj hi-tech materiálů pro kosmický průmysl je tak v současné době dominantní aktivitou společnosti Toseda. „V oblasti nosných raket je v nanotechnologiích velký potenciál. Pomocí nich bude možné nahradit současné materiály inovovanými systémy s mnohem lepšími užitnými vlastnostmi. Naší snahou do budoucna je pokračovat ve vývoji a kvalifikovat některý z našich materiálů právě pro použití v kosmonautice,“ dodává Jiří Zelenka.

Kamil Miketa

Foto TOSEDA a ESA

7. Bariérový nátěr vnitřní stěny nádrží na kapalný vodík nosných raket
Bariérový nátěr vnitřní stěny nádrží na kapalný vodík nosných raket
8. Jednosložkové nízkohustotní lepidlo pro panely satelitů
Jednosložkové nízkohustotní lepidlo pro panely satelitů
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Když to jde ve Francii, proč ne v Česku?

Když to jde ve Francii, proč ne v...

Francie se rozhodla bojovat s dopravními zácpami a ochranou ovzduší zcela...
Jedenadvacítka má vlastní pivo

Jedenadvacítka má vlastní pivo

Vaření piva je možná jednou z nejstarších lidských činností, vždyť jej staré...
Akademie věd letos slavila úspěchy. Příští rok chce být ještě lepší.

Akademie věd letos slavila úspěchy....

Vědci z Akademie věd ČR (AV ČR) letos získali dva prestižní granty Evropské...
Paleontologové objevili fosílii prehistorického tučňáka

Paleontologové objevili fosílii...

Na Novém Zélandu našli odborníci fosílii prehistorického tučňáka, který zde žil...
Soukromé vysokorychlostní vlaky na Floridě

Soukromé vysokorychlostní vlaky...

V USA začnou od prosince fungovat první soukromé...
V Kanadě byla nalezena jeskyně z doby ledové

V Kanadě byla nalezena jeskyně z...

Pouhých deset metrů pod kanadským Montrealem byla nedávno nalezena jeskyně...
Před 50 lety byl představen Concorde

Před 50 lety byl představen...

Bylo pondělí 11. prosince 1967 a na letišti ve francouzském...
Webbův teleskop zná první cíle svého výzkumu

Webbův teleskop zná první cíle...

Plynný obr Jupiter, organické molekuly v mračnech formujících...
Češi vyvíjejí virtuální brýle s OLED displeji

Češi vyvíjejí virtuální brýle s...

Společnosti VRgineers se podařilo vyvinout brýle pro virtuální realitu...
Psi jsou chytřejší než kočky

Psi jsou chytřejší než kočky

Častým sporům milovníků psů a koček o inteligenci jejich domácích mazlíčků mohou...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Jak se slaví Vánoce ve světě?

Jak se slaví Vánoce ve světě?

Jak se stalo, že tento křesťanský svátek dodržujeme do dnešních časů? Jaké...
Pohani v Česku: Krvavé pohřební orgie na Býčí skále!

Pohani v Česku: Krvavé pohřební...

Na první pohled vypadá téměř obyčejně. Když se ale přiblížíte k jejímu vchodu, možná se...
VIDEO: Keifer Sutherland a jeho Bedna vod whisky

VIDEO: Keifer Sutherland a jeho...

Kiefer Sutherland (*1966) je sice hvězdou řady úspěšných...
Vlčí smečky: Jediná chvíle, kdy se Churchill opravdu bál

Vlčí smečky: Jediná chvíle, kdy...

„Nemůžeme snít o tom, že bychom britskou flotilu mohli porazit v bitvě. Naše jediná možnost spočívá...
Víte, jak funguje lidské srdce?

Víte, jak funguje lidské srdce?

V České republice jsou srdeční choroby nejčastější příčinou smrti a...
Neskutečné: Předběhli Kolumba i Řekové a Římané?

Neskutečné: Předběhli Kolumba i...

Existenci Ameriky si Evropané uvědomili až koncem 15. století. Přitom k jejím...
Pohřeb zaživa: Jakou máte šanci dostat se ven?

Pohřeb zaživa: Jakou máte šanci...

Probudíte se v naprosté tmě a tichu. Jak kolem sebe šmátráte, pochopíte, že...
VIDEO: Zbytky koncentráku z Schindlerova seznamu pokryl plevel!

VIDEO: Zbytky koncentráku z...

 V roce 1992 je polský filmový scénograf Allan Starski (*1943) postaven...
Chcete zbohatnout? Zajděte si o Vánocích pro poklad!

Chcete zbohatnout? Zajděte si o...

Muž usilovně kope. Ví, že ve sklepení domu v Lanžhotu na něj čeká hromada zlata....
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.