Elektroaktivní polymery otevírají cestu k pohyblivé architektuře

ShapeShift je experimentální projekt Manuela Kretzera z ETH Zürich, který zkoumá možnosti využití elektroaktivních polymerů (EAP) v architektuře. Cílem projektu byl vývoj automatické nebo na změny prostředí reagující regulace vzduchu a přísunu denního světla, kterou by bylo možné uplatnit v opláštění budov.

Elektroaktivní polymery otevírají cestu k pohyblivé architektuře
Elektroaktivní polymery otevírají cestu k pohyblivé architektuře

Elektroaktivní polymery (EAP) umožňují nahradit mechanické systémy ovládání a vynikají cennou kombinací vlastností: jsou to velice lehké, ohebné materiály schopné hladce měnit tvar bez vnějšího mechanického působení.

EAP jsou schopné přeměnit elektrickou energii na mechanickou. Jedná se o tenkou vrstvu pružné akrylátové fólie, z obou stran obklopenou elektrodami. Jakmile začne na fólii působit elektrické napětí, polymer změní svůj tvar. Elektromagnetická přitažlivost mezi opačnými póly protilehlých elektrod totiž fólii výrazně zploští a odpudivé síly mezi póly sousedících elektrod zároveň způsobí její natažení do stran. Pro zvýšení přenosu elektrického náboje je na obě strany fólie nanesena vrstva uhlíkového prachu a povrch materiálu je kvůli izolaci potažen vrstvou silikonu.

Jednotlivé moduly – akrylátová fólie s elektrodami, uhlíkovým prachem a silikonovou ochrannou vrstvou – jsou uspořádány do dynamické struktury bez pevného nosného rámu. Navzájem jsou pevně propojené a tvoří samonosnou konstrukci, takže každý modul má přímý vliv na tvar a pohyb svých sousedů, a tedy i na celou strukturu. Ovládání elektrického napětí v konstrukci tedy mění její prostorové parametry – když jí prochází elektrický proud, je otevřená a umožňuje průchod většího množství světla a vzduchu, absence elektrického napětí naopak způsobí její uzavření.

Kinetické a na změny prostředí reagující systémy jsou již dlouho středem zájmu v designu i architektuře. EAP by mohl být alternativou k dosud používaným mechanismům, jako je motor nebo hydraulika, které byly využity v některých kinetických systémech, a zároveň se může stát esteticky zajímavým strukturálním prvkem staveb.