Brněnští vědci spolupracují s Evropskou kosmickou agenturou na testování některých materiálů pro budoucí vesmírné mise. Jejich mimořádně přesná aparatura na měření a vyzařování tepla nemá ve světě konkurenci.
Tepelné záření je pro nás spojeno především s teplým povrchem, ale ve skutečnosti jej vyzařuje každé těleso, které má teplotu vyšší, než je absolutní nula (-273,15 °C). Analogicky pak platí, že povrch takového tělesa tepelné záření umí i pohlcovat.
Skupina kryogeniky a supravodivosti z Ústavu přístrojové techniky AV ČR se přitom vývojem nízkoteplotních zařízení zabývá od začátku sedmdesátých let minulého století. Přenos tepla zářením za nízkých teplot pak skupina začala poprvé zkoumat v roce 1986. Nyní vědci pracují s unikátním přístrojem a nově vyvinutou měřicí metodou, která umožňuje vývojářům specializovaných kryogenních systémů testovat vyzařování (emisivitu) i pohlcování (absorptivitu) různých materiálů, včetně čistých kovů s nízkou emisí tepelného záření.
Samotné měření provádějí vědci z Ústavu přístrojové techniky AV ČR ve speciální kryogenní aparatuře, která umí obě veličiny měřit v obrovském teplotním rozsahu. Aparatura se používá pro základní výzkum a zároveň i pro výzkum aplikovaný.
Tamější vědci tak mimo jiné spolupracovali i s Evropskou kosmickou agenturou (ESA). Pomocí speciálního nízkoteplotního zařízení již stanovili emisivitu a absorptivitu vzorků materiálů například pro sondu JUICE, jejímž hlavním úkolem bude průzkum Jupiteru. Použití ale zařízení nalezne i v infračerveném teleskopu ARIEL a v misi ATHENA, kde se budou za pomoci dalšího speciálního dalekohledu zkoumat vysokoenergetické částice. Taková spolupráce není ojedinělá.
„Je to především možnost měření obou veličin – emisivity i absorptivity – jediným přístrojem, velký teplotní rozsah, pokrývající kryogenní teploty až po teplotu pokojovou, a možnost měřit široké spektrum vzorků s extrémně nízkou i velmi vysokou emisivitou/absorptivitou,“ vysvětluje unikátní možnosti zařízení Tomáš Králík, který ve Skupině kryogeniky a supravodivosti působí už od roku 2001. Kromě přenosu tepla zářením se ale Králík věnuje i základnímu výzkumu přenosu energie blízkým polem.
Konkurenci přitom jejich přístroj nemá u nás a ani ve světě. „O podobné aparatuře provozované jinde nevíme,“ říká Tomáš Králík. „Tepelně radiační vlastnosti povrchů se občas publikují v rámci řešení projektů spojených s kryogenikou, jako například CERN nebo ITER. Jsou to nicméně data získaná jen pro tyto projekty a další měření se už nedělají. V naší laboratoři tato měření provádíme soustavně od roku 2003,“ dodává.
Expertní kapacity, konzultace a odborné poradenství
Data naměřená v rámci základního výzkumu se stala základem pro řadu vědeckých publikací. V rámci aplikovaného výzkumu mají vědci za sebou desítky úspěšných spoluprací s tuzemskými i zahraničními partnery z akademické oblasti, průmyslu i vývoje kosmických sond, během kterých byla otestována široká paleta materiálů a povrchových úprav. Stávající teoretické i praktické zázemí měřicí metody je tak založeno na dlouhodobých zkušenostech získaných v základním i aplikovaném výzkumu.
Poskytovaná expertíza najde uplatnění při návrzích specializovaných kryogenních systémů a tepelných izolací pro aplikace ve vědě, průmyslu i výzkumu vesmíru.
„Čas od času, při naší práci narazíme na nějaký zajímavý materiál či technologii, případně firmu, která jej vyrábí. Pak výrobce kontaktujeme přímo a navážeme spolupráci,“ říká Tomáš Králík. S několika partnery spolupracují dlouhodobě a žádosti o kryogenní testy od nich dostávají opakovaně vždy, když potřebují otestovat nové materiály nebo povrchy.
„V poslední době se na nás zájemci obrací s tím, že se jim dostalo doporučení od našich dřívějších partnerů nebo se o nás dozvěděli z vědeckých kruhů či našich publikací. Někteří partneři projevili zájem o zprovoznění naší metody na jejich pracovišti, byli však překvapeni náročností potřebného kryogenního zázemí a know-how, které jsou pro tuto metodu potřeba,“ uzavírá Tomáš Králík.
Více informací o zařízení a metodě naleznete v databázi Portálu transferu AV ČR.
Zdroj: Akademie věd ČR
Tento článek vyšel v rámci seriálu Věda do praxe vznikajícího ve spolupráci s Centrem transferu technologií AV ČR a spolkem Transfera.cz, který je partnerem rubriky Transfer a spolupráce portálu Vědavýzkum.cz. Transfera.cz je jednotná funkční platforma hájící zájmy transferové komunity v ČR s cílem pracovat na posílení činností v oblasti transferu technologií a jejich rozvoji.
Transfer technologií je zjednodušeně přenos myšlenky, poznatku či vynálezu do praxe. Jde o dlouhou cestu, během které je nutné zajistit dostatečné financování, právní ochranu i správné komerční nasměrování původního nápadu. Bez profesionálního transferu technologií se komerčního úspěchu prakticky žádný vynález nedočká. I tak v praxi v Česku uspěje přibližně každý desátý projekt. Ročně zajišťuje transfer technologií české vědě prostředky v řádech miliard korun.
CETTAV (Centrum transferu technologií AV ČR) je specializované oddělení Střediska společných činností AV ČR. Poskytuje konzultace a služby všem pracovištím AV ČR v oblasti uplatňování výsledků výzkumu v praxi. Pomáhá vědeckým týmům s konkrétními případy komercializace výsledků, analýzou potenciálu praktického uplatnění, strategií ochrany duševního vlastnictví i smluvním zajištěním spoluprací s aplikačním sektorem. CETTAV vytvořil a stará se o obsah Portálu transferu AV ČR.
- Autor článku: ne
- Zdroj: Akademie věd ČR
