Princíp pneumatiky sa za viac ako sto rokov v podstate nezmenil. Vždy ide o gumový valec naplnený stlačeným vzduchom. Ak dôjde k jeho porušeniu, pneumatika stratí tvar a schopnosť niesť hmotnosť auta. Navyše to môže byť počas jazdy vysokou rýchlosťou nebezpečné. Samozrejme, existujú pneumatiky s technológiou run-flet, ktoré majú aj bez tlaku zvýšenú nosnosť bočníc alebo pod behúňom špeciálny prstenec, ktorý udrží záťaž. Ide však len o provizórne riešenie. Tak či tak sa návšteve pneuservisu nevyhnete.
A bezvzduchové pneumatiky? Tak o tých pneumatikárske giganty síce hovoria už roky, ale zatiaľ sa žiadna neukázala v sériovej produkcii. Aspoň nie v prípade áut. Vedci zo Školy inžinierstva a aplikovaných vied pri Hardvardovej univerzite si však myslia, že by to šlo aj inak. Pracujú na koncepte klasickej pneumatiky so stlačeným vzduchom, ktorá by však mala schopnosť samozaceľovania. Jej tajomstvo sa skrýva v samotnom materiáli. Ide o gumu podobne pevnú, ako je prírodná guma, ktorá však pri veľkom namáhaní nepraská.
Foto: Phys
Bežná guma je tvorená polymérmi s pevnými kovalentnými väzbami. Tie sú veľmi silné, ale ak sa porušia, už ich nie je možné spojiť. K vytvoreniu samozaceľujúcej gumy by teda bolo nutné vytvoriť väzby, ktoré sú reverzibilné, aby sa mohli rozpojiť a následne opäť spojiť. „Predchádzajúce výskumy sa síce zaoberali použitím reverzibilných vodíkových väzieb k spojeniu gumy, ale ukázalo sa, že sú podstatne slabšie ako kovalentné väzby. Jednoducho, takáto guma by nebola vhodná pre autá. To nastolilo otázku, či by sme dokázali vytvoriť materiál rovnako pevný, ale so schopnosťou samozacelenia,“ hovorí Li-Heng Ca, jeden z autorov štúdie.
Spolu s ďalšími kolegami preto vytvorili gumu, v ktorej sú polyméry spojené zároveň kovalentnými aj reverzibilnými väzbami. "Problém je v tom, že tieto dva typy väzieb sú voči sebe nepriateľské. Spávajú sa ako voda a olej. Jednoducho, nedajú sa miešať, dodáva Li-Heng, takže doteraz bolo o takejto gume možné uvažovať len teoreticky. Objav, ktorý umožnil previesť túto teóriu do praxe, je takzvané molekulárne „lano“, ktoré oba typy väzieb vzájomne zviaže. Tvoria ho náhodne vetvené polyméry, ktoré dovoľujú zmiešať väzby do homogénnej zmesi na molekulárnej úrovni. Výsledkom je priehľadná, odolná a samozaceľujúca sa guma.
Kým bežná guma praská a následne sa pretrhne, hybridná guma vytvára v ťahu len drobné trhlinky, v ktorých sú stále vlákna. Ako celok preto rozptyľuje silu do väčšej plochy, čo znamená úžasnú odolnosť proti pretrhnutiu. Keď sa tlak uvoľní, materiál sa vráti do pôvodnej polohy a trhlinky sa pomocou vlákien zacelia. „Pri defekte by sa pneumatika z takejto gumy sama opravila, a to dokonca aj počas jazdy," hovorí Jinrongem Wu zo Sečuanskej univerzity v Číne. Pochopiteľne, takáto inteligentná guma by sa dala využiť v mnohých oblastiach, ale pneumatiky sú pre ňu priam ideálne.
Kedy sa však dočkáme takýchto samozaceľovacích plášťov, autori projektu neuviedli. Podľa Wua je však princíp miešania kovalentných a reverzibilných väzieb k vytvoreniu homogénneho elastomeru dosť obecný na to, aby nebol problém vyvinúť skutočné odolné a samoopravovacie pneumatiky.
Volkswagen
Škoda
Kia
Hyundai
Nissan
Citroen
Toyota
Suzuki
Honda