Interview o začátku neuvěřitelného příběhu nanočástic, které mění mazání

Text je součástí projektu "R&D story phases 21", vytvořeno 21.2.2024

Zahajovací rozhovor k příběhu výzkumu a vývoje aditiv a maziv s obsahem nanočástic wolframu, které mohou výrazně přispět k pokroku v oblasti tření, mazání a opotřebení.

„Pane Štelcle, můžeme, záznam jede.“ To byla po docela dlouhé době první věta, která zahájila v únoru 2024 rozhovory s Milanem Štelclem, brněnským strojařem, vývojářem a inovátorem tribologických procesů.

Leoš Kopecký ze Sci-line platform:

„Pane Štelcle, můžeme, čím začneme? Máte určitě něco připraveného, tak sem s tím.“

Milan Štelcl:

„Pane Kopecký, nemám připraveného nic, prostě to budu sázet tak, jak mi budou přicházet myšlenky.“

L.K.

„Dobře, asi by bylo zajímavé, jak jste se k tomu převratnému objevu pro mazání, tření a opotřebení vlastně dostal a pochopitelně mě zajímají souvislosti, protože já jsem vás potkal už v roce 2016 na akci Veletrh Věda Výzkum Inovace, to byl začátek?“

M.Š.

„Začátek byl už před rokem 2016, odhaduji někdy na roky 2011-12, kdy mně o fullerenech a možnostech těchto nanočástic v oblasti tribologie vlastně řekl kamarád. V té době jsme obráběli, měli jsme extrémně moc práce, ale tahle věc v oblasti fullerenů wolframu (IF-WS2) mi přišla natolik zajímavá, že jsem se tím začal zabývat.

Pozn. L.K. Anorganické fullerenové nanočástice disulfidu wolframu (IF-WS2) syntetizoval v roce 1992 prof. Reshef Tenne v izraelském Weizmann Institute of Science. Unikátní vlastnosti pro oblast tribologie nejsou jedinými výjimečnými charakteristikami a tyto sloučeniny jsou předmětem dalšího intenzivního výzkumu.

M.Š.

„V té době sami Izraelci, kde objev vznikl, měli ještě málo komerčních aplikací, a přitom bylo třeba vyvíjet aplikace nové a dát je na trh. Protože strojírenství je obor, který mě vždycky zajímal, začal jsem pracovat s těmito mazivy ale vlastně jen jakoby „na vedlejšák.“ Obrábění jako takové mělo pro nás pořád prioritu a živilo nás a vývoj aplikací s fullereny byl dlouho činností, kterou jsme dotovali. Asi dva roky jsme se snažili pracovat se strojařskými firmami a s mými kamarády jsme vyvinuli nějaké aplikace, ale ta má spolupráce s nimi skončila, protože šlo o vývoj, zkoušky a testy, který nikdo neplatil, a tak si našli zákonitě jiný ziskový business. Takže jsme vlastně od toho tématu nakonec všichni na krátkou dobu odešli. Asi po roce, roce a půl jsem se k těm mazivům vrátil a napsal do Izraele, aby mi namíchali určitou směs, a to byl vlastně začátek toho aktivního podnikání s tímto materiálem. S Izraelci jsme si chvilku dopisovali, pak jsme se sešli v Bruselu, zjistili, že máme hodně společných témat, že nám to hezky rezonuje. Oni z pozice obchodníků a já z té praktické stránky, tedy především obrábění, nebo tváření za studena. Vlastně jsme se hezky doplňovali v těch požadavcích na vývoj zajímavého produktu, který bude reálné nabízet trhu. Někdy v roce 2015-16 jsme dohodli, že je budeme zastupovat na českém a evropském trhu a to, jak jsme se potkali my dva v Brně v 2016 byl vlastně prvopočátek našeho vstupu na trh jako Nanotech-Europe. Příprava trvala asi půl roku, dostali jsme spousty informací, proběhla řada konzultací a udělali jsme první webové stránky, které se po čase ukázaly jako nepodařené, protože obsahovaly příliš odborných informací, ale to byl tak nějak úplný začátek.“

L.K.

„A v tom roce už fungovali vaši američtí partneři, kteří produkty – aditiva do maziv i maziva s těmito nanočásticemi wolframu vyráběli a nabízeli na trhu?“

M.Š.

„Ano, fungovali jen pár let. Měli vyvinutých několik komerčních aplikací, které z jejich pohledu byly dokončené, oslovovali s nimi trh, ale jak se ukázalo, byly pro praxi nepoužitelné. Mluvím především o strojírenských aplikacích, kde naše největší výhoda byla v tom, že jsme detailně znali potřeby obráběčů. Udělali jsme několik testů těch produktů z USA a potvrdily se naše předpoklady, že jsou pro profesionální použití ve strojírenství nevhodné a není je množné použít v těch jejich původních konfiguracích. Pro nás v oblasti strojírenství pak nastala další fáze, kdy jsme začali hodně testovat – ať už to byly poměry složek, interakce s materiály, nebo aplikace pro emulze různého složení. Tady jsme začali teprve konkrétně zjišťovat, kdy nám to může v praktickém provozu skutečně fungovat a současně to přitom bylo i komfortní pro obsluhu.

V těch aplikacích a jejich testování je několik rovin problémů.  Ta první je samozřejmě funkční rovina, kdy se musí potvrdit, že ty emulze opravdu dělají to, co dělat mají, ať už jde o tření, odvádění tepla nebo opotřebení nástrojů. Druhou hlavní rovinu tvoří soubor vlastností, které emulze musí mít, aby byly snadno a bez překážek použitelné. Neznamená to jen, že musí být zdravotně nezávadné, ale nesmí třeba páchnout, nebo špinit výrazněji obsluhu a ani stroje. Dalším rozměrem aplikací jsou i sekundární důsledky jejich použití - aby stroje nekorodovaly, aby se netvořila pěna, aby nevznikaly třeba jiné nějak závadné sloučeniny. Posledním a docela zásadním faktorem je i ekologická nezávadnost a odbouratelnost. Tyto aspekty byly těmi nejdůležitějšími při naší práci, kdy jsme vzali americké výrobky a testovali jejich použitelnost v provozech. Je nutno říct, že v laboratorních podmínkách ty výsledky testů vypadaly úplně fantasticky. To byla úplná pohádka, ale jak to v praxi bývá, ukázalo se, že to, co funguje v laboratoři, ještě nemusí fungovat v praxi. Jsou to opravdu dva naprosto odlišné světy, takže tam jsme víceméně narazili, ale nevzdali jsme se a všechny ty požadavky, které jsou na aditiva do emulzí kladeny, jsme plnili postupně a odstraňovali jednotlivé překážky. Tehdy jsme po nějakých 5 až 8 měsících vyvinuli první variantu s takovou konfigurací, že byla použitelná, ale pořád jsme ještě na ní a dalších pracovali a pilovali detaily. Takže materiály a produkty, které dnes dáváme ven, jsou pochopitelně mnohem pokročilejší, a protože v tom vývoji stále pokračujeme, dále poroste jejich kvalita a tím i použitelnost. Naše aditivum se nechová ve všech emulzích stejně, proto jsme zjišťovali aplikovatelnost v případech různých emulzí a obsahů minerálních olejů, ale i ve vztahu k jakým materiálům nastává ideální efektivita použití. Tím, jak se vyvíjí a nepochybně bude vyvíjet materiálové inženýrství, porostou i nároky na naše produkty pro práce s různými materiály, a nejde jen o běžné třídy 11,12, ale jsou to speciality jako je titan a další podobně těžce obrobitelné materiály.

-zdroj-