Omastová: Robíme displej pre nevidiacich

Keď zasvietime na správne miesta, náš materiál vytvorí obrázok, hovorí o vývoji dotykovej obrazovky pre nevidiacich Mária Omastová z Ústavu polymérov SAV.

Ing. Mária Omastová, DrSc. pracuje na Ústave polymérov Slovenskej akadémie vied. Venuje sa príprave a skúmaniu elektricky vodivých polymérov a nanokompozitov. Spolu s tímom vyvíja aj dotykový displej pre slabozrakých a nevidiacich, ktorý dokáže fyzicky zo(Zdroj: SME – VLADIMÍR ŠIMÍČEK)

„Keď zasvietime na správne miesta, náš materiál vytvorí obrázok,“ hovorí o vývoji dotykovej obrazovky pre nevidiacich Mária Omastová z Ústavu polymérov SAV. „Princíp nám už funguje.“

Čo sú to vlastne polyméry?

„Sú to špecifické látky, ktoré vznikli z mérov, z jednotiek a poly znamená, že ich je tam mnoho. Znamená to, že tie jednotky sa spájali a vytvorili dlhý reťazec. Polyméry však skôr poznáme ako umelé hmoty, umelé látky, ktoré patria do makromolekulovej chémie. V chémii je to jedna z najmladších oblastí – skúma sa niečo viac ako sto rokov. Náš ústav ich skúma päťdesiat rokov.“

Prečo sú polyméry známe len sto rokov? Predtým sme ich nevedeli vyrobiť?

„Nepoznali sme to. Pretože tie jednotky, ktoré sa spájajú do reťazcov, musia mať špecifické vlastnosti. Musí tam byť uhlík, ktorý má dvojité, či trojité väzby – a tie sa pri reakcii spájajú s ďalšími až vzniká reťazec. Jednoducho, musíte mať polymerizovateľnú jednotku.“

Na čo sú polyméry dobré?

„Minulý rok bol medzinárodný rok chémie a ja som bola v medzinárodnej komisii, ktorá posudzovala študentské eseje aj videá. A mali práve tému Svet bez polymérov. Mladí sa vtedy tiež zamýšľali, čo by sa stalo, keby sme polyméry nemali.“

A čo by sa teda stalo?

„Keď sa pozrieme okolo seba: pero, počítače, ale trebárs aj textílie sú vyrobené z polymérov. Skutočne nám uľahčujú života. Na druhej strane vznikajú aj problémy, ako je spracovanie obalov PET fliaš, či starých pneumatík. Vždy to je však na ľuďoch, ako sa k problému postavia.“

Vo svete bez polymérov by sme teda mali iba drevo, železo či kamene, a nič viac?

„Ak by zrazu všetky polyméry okolo nás zmizli, život by bol o dosť ťažší. Určite by sa však napríklad fľaše od minerálok dali nahradiť – veď kedysi boli sklenené. Neviem si však predstaviť, ako by fungoval počítač, keby mal všetko z kovových častí.“

Asi by bol dosť ťažký.

„Určite.“

Jestvujú polyméry v prírode, či sú vždy vytvorené umelo?

„Existujú aj v prírode. Napríklad celulóza je takým typickým príkladom. A v podstate aj DNA je polymérny reťazec, takže jestvujú aj biopolyméry. Ale to, čo vytvoril človek, zdokonaľuje v niektorých oblastiach vlastnosti prírodných materiálov. Trebárs pevnosť.“

Ako?

„Možno poznáte polypropylén, polyetylén, sáčky na niektoré druhy potravín. No poznáme aj vysokopevné polyméry, ktoré sú na báze týchto látok, no sú špecificky vyrobené. Napríklad za zvýšeného tlaku.“

A to je dobré prečo?

„Ovplyvnením ich štruktúry môžeme výrazne zmeniť ich vlastnosti a rozšíriť ich použitie.“

To asi nefunguje tak, že vy si vezmete sáčok zo supermarketu, niekam ho vložíte, čosi pridáte a máte nový sáčok?

„V podstate by to tak mohlo fungovať. Len musíte vedieť, čo máte pridať. Musíte pridať plnivo, inú látku – trebárs anorganickú – ktorá nejakým stužujúcim účinkom materiál spevní. Jedna vec sú však polyméry a spôsob ovplyvnenia ich výroby a druhá vec je, keď polyméry s čímsi kombinujeme. Kombináciu vlastností týchto dvoch komponentov dostaneme nový materiál.“

Ako hľadáme tieto nové materiály? To náhodne skúšame v laboratóriu či nám pomáhajú napríklad matematické modely?

„Na začiatku to bola asi tak, že sa náhodne skúšalo. Vieme napríklad, že nejaký piesok, alebo sadze by mohli ovplyvniť vlastnosti polyméru, tak sa to skúšalo pridať, zamiešať, pričom polymér musíme väčšinou najskôr roztaviť. A potom vyrobiť teliesko, ktorému testujeme mechanické vlastnosti.“

Ľahšie lietadlá aj káble

Čiže polyméry sú vlastne všade okolo nás a bez nich by sme veľmi fungovať nevedeli?

„Bolo by to veľmi ťažké. Keď už nič iné, tak aj tie sklá, ktoré máme v okuliaroch, sú polyméry.“

Takže sklo vlastne nie je sklo?

„Nie je to sklo. Ale určite sa vyrábajú aj okuliare zo skla, no dnes všetky tie takzvané odľahčené sklá sú vlastne umelé sklá - polymetylmetakrylát. Pozrite sa napríklad na textilný priemysel, kde sa síce niečo vyrába z bavlny, no všetky materiály na kobercoch, to je všetko polymér. Typickým príkladom je automobilový priemysel. Keď niečo kovové nahradíte, jednak znížite hmotnosť automobilu a jednak znížite spotrebu paliva. A šetríme tak prírodné zdroje.“

Vy skúmate elektricky vodivé polyméry. To je čo?

„Vedú elektrický prúd. Ale polyméry sa väčšinou používajú ako izolátory. Drôty bývajú obalené polymérmi aby nedošlo k dotyku či skratu. Ako izolačný materiál sa používali dlho. Ale fyzici pred desaťročiami zistili, že niekedy môžu viesť aj prúd.“

Vy teda robíte fyziku či chémiu?

„Momentálne asi materiálový výskum. Z každého rožku trošku, robíme to, čo potrebujeme k získaniu vlastnosti, ktorú práve potrebujeme pre daný materiál. Ja som zhruba v roku 1987 začala s prípravou vodivých polymérov. Bolo to asi na základe boomu v osemdesiatych rokoch, keď sa publikovalo strašne veľa článkov o nových elektricky vodivých polyméroch, a zároveň vzniklo niekoľko veľmi jednoduchých spôsobov ich prípravy.“

Prečo vôbec skúmame polymér, ktorý vedie prúd? Nestačia nám káble, ktoré máme?

„Vízia totiž bola taká, že tie materiály nahradia vodiče elektrického prúdu. Tieto vodiče sú z medi, z hliníka – merná hmotnosť polyméru je o dosť nižšia, ako merná hmotnosť kovu.“

Čiže ak budeme mať elektrické vedenie, tak to vaše bude ľahšie a stĺpy...

„Nebudú musieť byť napríklad také pevné. Alebo si predstavte, že by v leteckom priemysle bola všetka elektronika nahradená polymérnymi materiálmi. Lietadlo by bolo o dosť ľahšie.“

Kam ste sa dostali?

„Zase také jednoduché to nie je. Tieto materiály totiž majú pomerne zlé mechanické vlastnosti.“

To znamená čo?

„Sú väčšinou vo forme prášku a je veľmi ťažké z nich vyrobiť dlhý, pevný drôt, ktorý bude na vzduchu stály a ktorý bude stály niekoľko sto rokov.“

Ale keďže notebook aj tak vydrží iba dva, možno storočné káble nepotrebujeme.

„Na takéto účely by sa samozrejme dali použiť. Moderné trendy vo vývoji elektrovodivých polymérov idú práve touto cestou – volá sa to organická elektronika. Organická preto, lebo sa používajú organické materiály – kovy nie sú organické materiály. Tie naše materiály sú organického pôvodu a dlhodobá stabilita nie je taká, ako u kovov. No myslím si, že to je stále sľubná budúcnosť tohto vedného odboru.“

A vieme teda, ako z toho prášku urobiť stabilný drôt?

„V podstate ho vieme naniesť. Keby sme z prášku urobili vodivý atrament.“

Rozpustili ho?

„Nie. To sú malilinké častice – až v nanorozmeroch – ktoré musíme v tekutine dostať do formy, kedy sa budú zhlukovať len tak, ako potrebujeme my. Môžeme napríklad použiť materiál, ktorý sa používa na PET fľaše a naň tlačovou technikou nakresliť vodivé cesty. A tieto materiály potom môžu slúžiť práve na to, že sa použijú v počítačoch, v elektronike, niekde, kde nepotrebujú vydržať viac ako tri až päť rokov.“

Čiže my namiesto medeného kábla skombinujeme plast s ďalším plastom, ktorý má požadované vlastnosti?

„Áno. Alebo to skombinujeme s inými nanočasticami, ktoré sú tiež elektricky vodivé. Známe sú napríklad uhlíkové nanotrubičky. Alebo nanočastice striebra. Rôznymi kombináciami dokážeme vyrobiť trebárs vodivý atrament, ktorý sa môže použiť. To nie je neznáma vec, dokonca vzniklo už pár firiem, ktoré podobné materiály produkujú.“

Ale ono to asi nefunguje tak, že si kúpim veľké vedro a doň budem liať nanočastice. Ako sa to vyrába?

„S nanočasticami je trochu problém v tom, že oni nechcú byť každá sama. Radi sa zhlukujú a my ich musíme nejako na povrchu zmodifikovať a dostať od seba.“

Čo je to ten nejaký spôsob?

„Použitím napríklad tenzidov, povrchovo aktívnych látok. Tenzid je čosi, čo sa používa napríklad v prostriedkoch na umývanie riadu. Takéto látky dokážu v tekutine, vo vode...“

Počkajte. My máme vodu, do vody nasypeme polymér a potom tam nalejeme Jar?

„Vo veľmi veľkom priblížení áno. Musíme samozrejme vedieť, ako to pripraviť, ako to správne zamiešať. Častice na povrchu modifikujeme, a preto musíme pridať tenzid, ktorý to celé zastabilizuje. Ale nie ten z pracieho či umývacieho prostriedku. Je to látka s trošku zložitejšou štruktúrou.“

Ak tieto látky majú také úžasné vlastnosti, prečo stále používame medené drôty?

„Práve preto, že je veľmi ťažké vyrobiť vodiče elektrického prúdu, ktoré by vydržali dvadsať alebo tridsať rokov. To je ten základný problém. Na druhej strane to je zaujímavá skupina materiálov, ktorá sa intenzívne študuje medzi chemikmi, ktorí sa snažia rôznym spôsobom tie monoméry zmodifikovať predtým, ako z nich urobíme polymér. A druhá vec je štúdium vlastnosti, v prvom rade elektrických.“

Napríklad?

„Každý by bol rád, keby z toho bol supravodič. To je ďalšia skupina veľmi zaujímavých látok. Ale taký výrazný pokrok, aký sa dosiahol u iných anorganických látok, sa tu ešte nedosiahol. My sme ale dokázali, že pridaním tenzidov sme schopní zvýšiť elektrickú vodivosť istého vodivého polyméru, zvýšiť stabilitu aj ovplyvniť povrchové vlastnosti materiálu.“

Ale to už nie je úplne základný výskum. Vieme si totiž predstaviť aplikácie. Ale vieme si predstaviť aj fabriky na výrobu?

„Vtedy je výhodné spojiť sa. Keď my máme nápad a inde je povedzme tá fabrika. My sa však stretávame na rôznych konferenciách, kde predstavíme, čo vieme urobiť a oni zhruba vedia, čo by chceli. Príkladom je naša spolupráca so Žilinou s VÚTCH. S nimi sme mali veľmi úspešný projekt.“

To bolo čo?

„Vvyvíjali sme antistatické textílie. Antistatika znamená, že ten materiál je elektricky vodivý, musí mať istú hodnotu elektrickej vodivosti. Nie vysokú, ale nie ani nízku. Izolanty ju majú rádovo desať na mínus šestnástu až osemnástu – čiže veľmi malú. Antistatiká majú tak mínus štyri, mínus päť. Keď majú jeden Siemens na centimeter, je to už fajn.“

Siete pre armádu

Prečo chceme textil, ktorý povedie prúd?

„Sú to práve podlahové krytiny. Keďže človek po podlahe chodí, tak ak nie je vodivá, môže sa nabíjať. Keď na povrchu vznikne elektrický náboj, v prevádzke môže vzniknúť problém, že ten elektrický náboj sa niekde nahromadí, zaiskrí a iskra môže spôsobiť požiar. To sa nateraz rieši prídavkom nízkomolekulových látok, ktoré upravujú povrchovú vodivosť takýchto materiálov.“

To ste však neurobili.

„My sme sa zamerali na iný typ materiálov – na polyestery a polypropylény.“

Prečo?

„Jeden z tých dôvodov je, že by sa mohli používať v špeciálnych odevoch, trebárs požiarnikov. Keďže takéto materiály dokážu pohltiť aj lúč, ktorý prichádza z radaru, takéto textílie by sa mohli používať na tienenie.“

Číže špeciálne maskovacie siete v armáde?

„Áno. Tam sme práve riešili problém, ako ten vodivý polymér na textílii zastabilizovať tak, aby vydržal klasické pranie. A to sa nám podarilo. Žiaľ, projekt skončil, no a na Slovensku je ťažké nájsť výrobcu. U nás totiž vždy nehrá úlohu výsledok.“

Prečo?

„Nestačí, že sme o rád lepší. Pri aplikácii hrá úlohu cena. Musíte byť nielen lepší, ale aj lacnejší ako výrobok, ktorý už na trhu je.“

Ak hovoríte o súkromných firmách, tie za vami chodia, majú záujem?

„Myslím, že u nás to je ťažké. V predchádzajúcich rokoch sme mali veľmi dobrú spoluprácu s firmami ako Slovnaft či Matador. No keď príde zahraničný vlastník, má už niekde vybudované svoje výskumné a vývojové laboratóriá. A problémy rieši tam. Za posledné roky tak trend spolupráce s firmami skôr poklesol. A to sme kedysi boli celkom veľká chemická veľmoc.“

To sú veľké, nadnárodné firmy. Menšie, slovenské firmy záujem nemajú?

„Záujem aj majú, no sú to špecifické problémy, ktoré potrebujú riešiť, najčastejšie jeden problém. Nie je to dlhodobá spolupráca, vývoj nových materiálov na základe toho, že máme dobrú reputáciu vo výskume polymérov. Toto už takmer neexistuje.“

Čiže to funguje tak, že za vami príde firma až vtedy, keď jej niečo nefunguje a chce od vás zázrak?

„Asi tak. Pritom kam chce ekonomika ísť, keď nepodporí niečo nové, čo jej prinesie zisk? Ale to nové sa nevyvinie samo a niekedy sa na tom musí pracovať dlhé roky.“

Ale ak je niekto naozaj dobrý, nesiahnu po ňom napokon aj tie zahraničné firmy? To chcú radšej horšie výsledky?

„Ak sme dobrí a na vedeckých kongresoch, kde chodia aj zástupcovia firiem, predstavíte niečo, čo sa im zdá perspektívne, tak vás určite oslovia. Ale musíte už mať nejaký základ, nejako sa spropagovať – a keďže Slovensko je malé, spájame sa s českými kolegami. No musíme samozrejme chodiť do zahraničia. A cez spolupráce so zahraničím sú potom ešte dvere otvorené.“

A vám sa takáto spolupráca podarila?

„Mali sme jednanie s firmou práve na základe našich vodivých materiálov. A mali sme tu aj niekoľko zákaziek. Teraz nás však nad vodou držia projekty Európskej únie.“

S tým je asi spojená veľká byrokracia.

„Je to byrokracia, no aj veľká konkurencia. Dostať taký projekt je veľmi ťažké. Vyvíjame takto pre slabozrakých a nevidiacich ľudí špeciálne displeje, ktorých základom sú polymérne materiály, ktoré sú schopné svoje rozmery elasticky, natiahnutím meniť.“

Displej pre nevidiacich

Vyvíjate obrazovku, ktorú si môžem roztiahnuť?

„Nie doslovne. Aj keď podobné elektronické noviny sú tiež založené na kvázivodivých materiáloch a polyméroch. My však vyvíjame iba materiál, ktorý je schopný meniť svoje rozmery. Keď si predstavíte človeka, ktorý nevidí, tak jeho prístup k informáciám je limitovaný. Nemôže si napríklad čítať, len keď to nejako transformuje do Braillovho písma. Ťažko si však predstaví grafickú závislosť či obrázok. Náš materiál – na báze polymérov a uhlíkových nanotrubičiek – to umožňuje.“

Ako?

„Vyrobíme displej. Je tam ten polymérny materiál, ktorý sme my vyvinuli, nejaká elektronika, musí tam byť pripojenie cez počítač, a program, ktorý transformuje elektronickú informáciu. Pred asi piatimi rokmi vzniklo konzorcium, oslovili sme Slovenskú úniu slabozrakých a nevidiacich a riešime problém.“

A čo ten váš displej robí?

„Prenáša informáciu z počítača. Predstavte si graf či obrázok kvetiny. Prenesie sa to na ten displej a človek si to na ňom môže prstami nahmatať.“

Tie obrázky vystupujú z displeja?

„Áno. Sú o však body, ktoré vyskakujú, nie je to kompaktné. Tam je to na zákalde špecifických geometrických parametrov usporiadané tak, že keď na správne miesta zasvietime, tak polymérny materiál reaguje na tento podnet a vytvorí obrázok. Takýto materiál musí byť stabilný a musí byť použiteľný veľa krát. Použiť ho len na sto obrázkov je málo. A toto je veľmi náročné.“

Ako sme ďaleko od takéhoto fungujúceho displeja?

„Princíp funguje. Je založený na dvoch typoch polymérnych materiálov. My sa venujeme jednému a naši kolegovia v Cambridge druhému. Teraz však ide o to, že slabozraký, alebo nevidiaci človek potrebuje na rozpoznanie rozlíšenia rozdiel výšky asi 0,25 milimetra. A my sme teraz zhruba na tretine tej hodnoty, ktorú potrebujeme.“

To znamená čo?

„Že musíme ten materiál ešte ďalej zdokonaľovať. Aby sme dostali tú hodnotu, ktorú koneční užívatelia potrebujú. A veríme, že sa nám to podarí. Problémom je, že tieto projekty sú na tri roky a človek musí byť už na začiatku pripravený tak, aby vedel, ktorá cesta je správna.“

Prečo?

„Polymérnych materiálov je tak veľa, už na začiatku si musíme vedieť vybrať ten správny. Potom je tam kombinácia polymérneho materiálu s nanočasticami, tie navyše nechcú byť v polyméry rozptýlené. A potom nastupuje chémia povrchu, spôsob prípravy kompozitu a až na koniec to dovedenie do tej správnej formy. Sú to stovky pokusov – úspešných aj menej úspešných.“

Čo vás na tom najviac baví?

„Že má človek určitú voľnosť. A musíte mať istý kreatívny spôsob práce, pretože toto nie je nikdy rutina. Vždy tam je čosi nové a človek musí stále sledovať svojich kolegov a ich vedecké výsledky. A baví nás aj to, že vytvárame čosi nové a užitočné.“

Potenciál tu je

Viem si predstaviť, prečo chce byť človek veterinárom. Ale ako sa dostane k polymérom?

„Otázka vlastne je, ako som sa dostala ku chémii, pretože tá bola najskôr. Keď sme v siedmom ročníku na základnej škole začali mať chémiu, hneď som vedela, že toto je to, čo ma baví. A tým vlastne ďakujem aj mojej učiteľke pani Fabišíkovej. A potom som študovala na chemickej priemyslovke fyzikálnu chémiu – nie polymérnu. Ale práve vo výskume polyméroch sa nestretávajú len čistí polymérni chemici. Polymérny chemik by totiž mal byť niekto, kto polyméry vyrába. No sú tu aj ľudia, ktorí musia zistiť vlastnosti nových materiálov. A práve my máme dobrú metódu na chémiu povrchov – röntgenovú fotoelektrónovú spektroskopiu, ktorá nám dáva informáciu o chemizme povrchu.“

Teda vezmeme röntgen, zasvietime na to a on nám povie, čo sa na povrchu deje?

„Povie, aké sú tam prvky a ich zlúčeniny, čo sa na povrchu nachádza. Touto metodikou však nie sme schopní identifikovať vodík a hélium.“

Prečo?

„Pretože majú málo elektrónov.“

Čo by vás potešilo?

„Každého poteší výstup z vedeckej práce. Jednak aplikačný výstup alebo keď prídete na čosi nové, na čosi, čo nik iný nevidel alebo nevyrobil. To veľmi poteší. A keďže nás výskum stojí relatívne veľa peňazí, tak by nás potešilo, keby tí, čo o tom rozhodujú, prehodnotili svoje postoje a začali investovať do slovenskej vedy a výskumu. Pretože potenciál tu je. Sme tu schopní vyrobiť tu niečo, čo je zaujímavé nielen pre Slovákov, ale pre celý svet.“

Po kliknutí spustíte celý záznam rozhovoru (Piano).

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Kedy sa refinancovanie oplatí?
  2. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  3. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  4. Rastie nám pokrivená generácia?
  5. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  6. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  7. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  8. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  9. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať
  10. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci
  1. Detské zúbky sú veda
  2. Štartujú jesenné módne dni v Poluse
  3. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  4. Rastie nám pokrivená generácia?
  5. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  6. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  7. AAA AUTO za päť rokov predalo 320 tisíc vozidiel
  8. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  9. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  10. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  1. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 13 496
  2. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 13 201
  3. Rastie nám pokrivená generácia? 10 087
  4. Intímna hygiena – celoročná záležitosť 2 643
  5. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 2 369
  6. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba 1 758
  7. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji 1 488
  8. Kedy sa refinancovanie oplatí? 1 456
  9. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci 1 260
  10. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky 943

Téma: Naši najšikovnejší vedci


Článok je zaradený aj do ďalších tém Víkend

Hlavné správy zo Sme.sk

KULTÚRA

Šéfka Bielej noci: Museli sme vysvetľovať, že nie sme rasisti

Festival vizuálneho umenia sa v Bratislave bude tretí raz.

Neprehliadnite tiež

Astronautka z NASA: Vieme, že sa niečo pokazí

Astronautka Dorothy Metcalf-Lindenburgerová hovorí, ako vyzerá tréning v NASA a ako sa astronauti pripravujú na zlyhania.

Rozšírená realita je zábavná aj užitočná. Skúste tieto aplikácie pre iPhone a iPad

Nová aktualizácia iOS 11 pre mobilné zariadenia od Apple priniesla aj ARKit. V ponuke sú prvé aplikácie a je s nimi zábava.

TECH_FM

Kontroverzný objav naznačuje, že praľudia sa mohli vyvinúť v Európe

Stopy dávneho tvora mätú vedcov. Odborníci sa sporia, komu patrili.

Strašia vás baktérie na mobile? Vymysleli "umývačku"

Nová nabíjačka dezinfikuje mobily, používa na to ultrafialové žiarenie.