Řešení, které na světě nemá konkurenci. Přesně to je výsledek téměř desetileté práce vědců z CEITEC Vysoké učení v Brně. V roce 2021 přesunuli část výzkumu pod hlavičku univerzitního spin-offu, nyní startupu, TriCera. Nově pro něj našli využití v oblasti konstrukce trezorů.
Martin Kachlík a Jakub Roleček při vývoji keramických pancířů vytvořili pevné spojení neporézní keramiky a hliníkových slitin. Výsledek je ohnivzdorný, vysoce mechanicky odolný a má neomezenou životnost. Materiál je také balisticky odolný, takže dokáže chránit vojenská vozidla nebo policisty za mobilními štíty před střelnými zbraněmi nebo výbušninami.
I díky tomu vědci uvažovali o dalším využití jedinečného materiálu. A došli k tomu, že jeho ochranné zaměření je ideální také pro trezory. Řada výrobců pancéřování spoléhá na spojení keramiky s polymerní matricí nebo nabízí ocelový pancíř. Varianta s polymerem je pro svou nízkou hmotnost vůbec nejběžnějším typem pancéřování.
Keramika a hliník
Jejím omezením ale je malá teplotní a mechanická odolnost. I to má vliv na její nepříliš dlouhou životnost. Pro ocelové pancéřování je zase limitující jeho velká hmotnost, což například znesnadňuje mobilitu lidí i vozidel. Kachlík s Rolečkem se proto zaměřili na minimalizaci negativ, která obě zmíněné varianty mají.
„Šli jsme cestou mezi dvěma dosavadními řešeními. Chtěli jsme spojit keramiku něčím, co by mělo větší životnost a hlavně teplotní odolnost. Tak jsme v balisticky odolném kompozitu v podstatě nahradili polymerní lepidlo hliníkovou slitinou,“ popsal prvotní pokusy Kachlík.
Roztavený kov ale keramiku nesmáčí, proto s ní nevytvoří pevné spojení. Chová se podobně jako rtuť z rozbitého teploměru, která se rozpadne na rovném povrchu do nespojitých kuliček. Testované pancíře z tohoto materiálu vypadaly podle vědců na první pohled v pořádku, ale kvůli nesoudržnosti keramických těles s matricí přestaly být hned po první střele účinné.
Zlepšení přinesla až povrchová úprava keramiky, která zaručila odolné spojení kovové matrice s keramikou i po několikanásobném zásahu průraznými projektily. Vznikl tak keramicko-kovový pancíř, který díky kombinaci nižší hmotnosti a mechanické a tepelné odolnosti našel uplatnění nejen při ochraně obrněných vozidel.
V současnosti řeší Kachlík s kolegy projekt Pokročilé balistické štíty pro osobní ochranu, na kterém spolupracují s Policií ČR. Cílem je mobilní balistický štít pro speciální jednotky, který by měl i vysokou odolnost. Odolat by měl i v situacích, po kterých se aktuálně používané keramicko-polymerní štíty vyřazují. S novým a odolnějším modelem s keramicko-kovovým pancířem by tak policisté mohli štít využívat opakovaně. Navíc pro širší spektrum hrozeb.
TriCera rozšířila možnosti
Kachlík s Rolečkem ale měli nápadů výrazně více. Protože některé z nich by nemohly být v rámci univerzitního výzkumu uskutečněny, případně jen velmi obtížně, rozhodli se společně s dalším vědcem působícím na brněnském CEITECu Davidem Salamonem založit spin-off TriCera. Jeho cílem je nabízet vyvíjené technologie co nejrychleji do praxe. Zprvu to vypadalo, že největší zájem bude o vojenské aplikace nových materiálů. Válka na Ukrajině ale vše změnila.
„V evropském vojenském průmyslu se dbalo především na kvalitu a vývoj, ale nikoliv na kapacitu výroby. Nikdo nepředpokládal, že by mohl v Evropě vzniknout konflikt, kde by bylo denně zničeno tolik vojenské techniky. Mnoho dalších let se tak budou firmy soustředit hlavně na doplňování skladů a vývoj tak bude pravděpodobně upozaděn,“ konstatoval Kachlík.
Zároveň je podle něj velmi složité, aby malá firma jakou brněnská TriCera je, nabízela dílčí inovace pro už existující řešení, pokud se zpomaluje vojenský vývoj. Protože například na vývoji bojového vozidla je potřeba spolupracovat hned od začátku.
„Výrobci musí projít velmi náročným testováním nejen balistické odolnosti, a kdyby změnili jen jeden šroubek, tak je musí v podstatě podstoupit znovu. Použití nového materiálu pro již existující řešení je tak pro výrobce bojových vozidel značně nevýhodné,“ vysvětlil Kachlík.
Nově i trezory
I z tohoto důvodu se badatelé nově zaměřili na civilní sektor. Kromě projektu mobilních balistických štítů pro policii jde o aplikaci keramicko-kovového kompozitu pro novou generaci trezorů. Také u nich je důležitá vysoká mechanická a teplotní odolnost, ale také snížení hmotnosti oproti konkurenčním trezorovým řešením z oceli a betonu.
„Snížíme-li hmotnost trezoru při zachování vysokého stupně ochrany, tak nemáme prakticky konkurenci. Takové trezory by se totiž mohly používat i tam, kde to dosud nebylo možné například z důvodu únosnosti podlah a podobně. Předběžné testy nám už ukazují, že to je velmi nadějná cesta,“ naznačil Kachlík.
Relevanci jeho slovům dodává fakt, že vědci z CEITEC VUT patří mezi světovou špičku v oblasti keramicko-kovového pancéřování. Jejich certifikované řešení nikdo jiný nevyrábí. Zájemcům pancíře pro obrněná vozidla nebo policejní štíty zástupci spin-offu Tricera představí na Mezinárodním veletrhu obranné a bezpečnostní techniky – IDET, který se koná 24. až 26. května 2023 na brněnském výstavišti.
