Zlepšení efektivity je centrálním výzkumným tématem – například ve vakuové technice. Schmalz neustále optimalizuje své systémy a při jejich vývoji se dívá i za hranice. V aktuálním projektu jsou v centru pozornosti sací orgány hirudin.
Suché zipy, lotusový efekt a křídla letadel jsou některé z prominentních příkladů, jak může bionika řešit technické úkoly. Příroda totiž nabízí fascinující odpovědi na každodenní výzvy. „Přitom je většinou velmi efektivní,“ zdůrazňuje Dr. Harald Kuolt. Řídí výzkumné projekty ve společnosti Schmalz. „Hledali jsme přírodní sací metody, abychom zlepšili naše vlastní vakuové systémy.“
Schmalz našel inspiraci u hirudin. Ty mají na předním a zadním konci dva sací orgány, které jim umožňují držet se na různých površích. Ať už slizké nebo porézní, pod nebo nad vodou – díky kombinaci sací přilnavosti a mechanického uchopení se mohou bezpečně přichytit ke svým hostitelům. Společně s univerzitou ve Freiburgu zahájil Schmalz projekt, aby lépe porozuměl biologickým přilnavým systémům. „Zkoumali jsme funkční morfologii a biomechaniku hirudin,“ popisuje prof. Dr. Thomas Speck. Řídí pracovní skupinu „Botanika – funkční morfologie a bionika“ na univerzitě ve Freiburgu.
Po manuálních pokusech o odtah vyvinuli výzkumníci rotační systémy a zjistili, při jaké odstředivé síle se hirudiny uvolňují z daného povrchu. „Vstoupili jsme na novou půdu a vyvinuli speciální experimentální zařízení, abychom změřili přilnavé síly hirudin,“ popisuje Thomas Speck. V aktuálním výzkumném projektu zkoumá tým anatomii sacího orgánu, který se skládá z svaly řízených sacích, těsnicích a uchopovacích okrajů. „Porozumění vztahu tvar-struktura-funkce sacího orgánu je zásadní pro další abstrakční a implementační kroky pro nové, bionicky optimalizované systémy od Schmalz,“ vysvětluje Dr. Simon Poppinga, který na TU Darmstadt vede biologický základní výzkum na modelovém organismu.
Z akvária do průmyslu
Harald Kuolt: „Naše předvývojová fáze vyrobila prototyp, který se liší od našeho standardního sortimentu.“ Na jedné straně probíhá těsnicí okraj jiným směrem než u běžných sacích zařízení. Na druhé straně přizpůsobil Schmalz poloměry zakřivení a kombinuje tvrdé a měkké materiály. „Měli jsme možnost snížit mrtvý objem a tím výrazně rychleji evakuovat,“ raduje se vedoucí výzkumu. „Naším cílem je, aby nový sací přístroj měl lepší výkon v oblasti přilnavosti a smykových sil a těsnicího chování než běžné modely. Také by měl být průmyslově vyráběn.“ A jeho uhlíková stopa by se měla měřit s dosavadními sacími zařízeními.
V současnosti jsou v centru pozornosti dvě varianty, které Schmalz dále optimalizuje. Díky krátkým evakuačním časům nové modely šetří energii. Lepší těsnění na hrubých površích a přesvědčují vysokou životností. Díky nové struktuře těsnění by měly také zajišťovat bezpečné uchycení na nerovných nebo citlivých površích. „Sací zařízení musí fungovat procesně bezpečně ve standardních aplikacích, nechceme vyvíjet řešení pro několik speciálních případů,“ zdůrazňuje Harald Kuolt.
Kontakt:
