Od formule 1 k chemii a třeba i naopak

Už jste se někdy zblízka dlouze zadívali na magický stříbrný znak na jízdence, kreditní kartě, eurobankovce nebo vstupence? Všimli jste si, jak hraje duhovými barvami, co všechno je v něm uschováno a jak se proměňuje? Přemýšleli jste, k čemu slouží a jak vlastně vzniká?

Do světa hologramů jsme se vypravili s mladým absolventem Fakulty chemické VUT Brno Tomášem Arvaiem. Kromě toho, že na fakultě pokračuje v doktorandském studiu, je také už delší dobu spojený se světem praxe. Pro firmu Filák, která se výrobou hologramů zabývá, má za úkol zkoumat různé materiály pro jejich výrobu, hledat v tomto směru lepší výrobní postupy, a tím pádem docílit i většího bezpečnostního účinku samotného hologramu.

Hologram, tak jak jej známe, slouží totiž především jako bezpečnostní prvek. Proto se objevuje vlastně na čemkoliv, co by se dalo nějakým způsobem zfalšovat. Na hologramech jsou loga, nápisy, grafické prvky. Mohou mít různé tvary od čtverce či kruhu až po nekonečný proužek.

„Hologram najdete na rozličných materiálech, může se třeba tisknout nejen na papír, ale také na plast. To známe všichni z platebních karet,“ uvádí nás do problematiky Tomáš Arvai. „Před nanesením je umístěn na čiré plastové fólii, ze které se přenese za pomoci tepla a tlaku na konkrétní místo. Tomu se říká horká ražba. Druhou metodou je pak klasická samolepka, kdy se hologram aplikuje i s krycí fólií.“

I když se zdá, že takovou samolepku bude možné snadno odtrhnout a přenést jinam, není tomu tak. Vrstvy v ní se okamžitě poruší a část jich zůstane na původním místě, čímž dojde k nevratnému znehodnocení hologramu.

Tenčí než náš vlas

„Hologram je složen z několika vrstev,“ vysvětluje chemik. „Běžně jich bývá pět až osm, ale může jich být i mnohem víc. Tyto vrstvy jsou však velmi tenké. Pro srovnání: lidský vlas má tloušťku okolo 60 mikrometrů a nosná fólie s nanesenými vrstvami hologramu mívá mezi 12 až 50 mikrometry!“

Dále jsme se dozvěděli, že duhové efekty uvnitř hologramu vznikají díky difrakční mřížce. Na jednu z vrstev se vylisuje určitý reliéf, který ohýbá světlo. Aby docházelo k barevným efektům, musí k této vrstvě přiléhat jiný materiál. Tím bývá nejčastěji hliník, který dodává hologramu stříbrný odstín. A jaké materiály tedy i ten nejjednodušší hologram obsahuje? Základem je zpravidla klasický polyethylentereftalát (PET), tenké vrstvy laků, hliník a lepidlo.

„Každý den komunikuji s dodavateli materiálů,“ popisuje Tomáš Arvai svoji práci, „v laboratoři připravuji různé vzorky a sestavuji receptury, které pak kolegové zkoušejí použít při výrobě vzorků. V jejím průběhu se pak hodnotí, jak se nový materiál choval a zda jsou jeho vlastnosti lepší než u těch, které používáme. Když se vyskytne nějaký problém, analyzujeme vady. A to děláme jak při vývoji, tak při samotné výrobě.“

Díky práci pro firmu Filák jsem se vyklubal z ulity akademického světa.

Chemie je živá věda

Chemie se stala pro Tomáše Arvaie hlavním oborem. Už na základní škole ho hodně bavila, vedle matematiky a dalších přírodovědných předmětů. Proto studoval v Brně gymnázium s matematickým zaměřením a směřoval za studiem chemie na vysokou školu.

„Maturoval jsem z matematiky a chemie. Měl jsem štěstí na výborné učitele těchto předmětů, to mne ovlivnilo. Chemie je pro většinu studentů nepříliš oblíbený předmět, často se jí bojí. Ale právě proto, že není tak populární, neexistuje v tomto oboru tak velká konkurence na trhu práce. A přitom, když se člověk podívá, kde dochází k největšímu vědeckému posunu, je to právě v chemických disciplínách. Ty jsou stále velmi živým a aktuálním tématem. Vědecké obory se překrývají, v týmech jsou jak chemici, strojaři, biologové, elektrotechnici, tak znalci dalších oborů. Veškerý výzkum směřuje ještě dále, za hranice nanosvěta.“

Děti na základních školách si však často neumí za jednotlivými předměty představit svoje budoucí uplatnění v praxi. Málokteré dítě ví, kde chce být za deset let.

„Ve vědě nebo ve výrobě se ukrývá velký potenciál,“ říká mladý vědec. „Pokud člověk studuje humanitní obor, často si na výsledky své práce nemůže sáhnout. Já jsem měl to štěstí, že jsem si už na základní škole dokázal předměty, které mě bavily, promítnout do své vize, nebo spíše snu, a ten mne pak vedl. Už od útlého dětství jsem totiž nadšeně sledoval formuli 1 a v osmnácti jsem si už brouzdal po stránkách týmu F1 a hledal jsem vysněné uplatnění. Formule jsou vyrobeny převážně z kompozitních materiálů, proto do týmu často hledali lidi pro vývoj těchto nosných struktur. To už je materiálové inženýrství. Já jsem nyní na vysoké škole vystudoval obor chemie, technologie a vlastnosti materiálů. To je zkoumání toho, jak chemická struktura materiálu ovlivňuje jeho vlastnosti. Materiálové inženýrství je zaměřeno víc na modelování materiálů a trochu víc i na konstruktérství. Je to méně chemie a víc výpočtů modelování.“

Tomáš Arvai sice není ještě v týmu F1, ale tento sen ho zatím zavedl ke spolupráci s firmou Filák a k hologramům. Vše začalo diplomovou prací. „Viděl jsem v této spolupráci příležitost, jak se přiblížit praxi a mít možnost po studiích předvést něco víc než jenom vysokoškolský diplom. Díky práci pro firmu Filák jsem se vyklubal z ulity akademického světa. Je pro mne velmi uspokojující, že se mohu na něčem konkrétním podílet a poměrně rychle za sebou uvidět výsledky,“ uzavírá.