Většině čtenářů asi nebude pojem materiálová věda při prvním listování knihou příliš povědomý, i když není obtížné odhadnout, čím se zabývá. Anglický termín materials science (či materials science and engineering) dosud v češtině nemá zavedený ekvivalent, někdy se překládá jako věda o materiálech, jindy jako materiálová věda, setkat se můžeme i s termínem materiálové inženýrství. V této recenzi se budeme pro přehlednost držet pojmu materiálová věda, který používá překladatel knihy, minimálně z hlediska čtivosti textu to byla asi ta nejlepší volba. V současnosti je bezpochyby nejvýznačnějším představitelem daného oboru Mark Miodownik (nar. 1969), který kromě výzkumu v poslední době věnuje značné úsilí i popularizaci – formou článků, rozhovorů i televizních pořadů. Jeho několikrát oceněná prvotina na poli populárně naučných knih nazvaná Neobyčejné materiály: Podivuhodné příběhy látek, které vytvářejí náš svět (2014) se nyní dostává i k českému čtenáři.

V úvodu autor píše, že fascinace materiály se u něj objevovala již od dětství a naplno se projevila, když byl jako šestnáctiletý pořezán v metru žiletkou, a místo aby se soustředil na utrženou ránu, užasle přemítal o kovu, z nějž je neuvěřitelně ostrá žiletka vyrobena. Od té doby zasvětil tématu svůj život. Materiály jsou všude kolem nás, často je bereme jako zcela přirozený prvek našeho světa, ale když se nad nimi zamyslíme hlouběji, pochopíme, že jsou ohromně významnou, a hlavně nesamozřejmou složkou našeho života. „Rádi se považujeme za civilizované bytosti, těmi jsme však do značné míry díky svému materiálovému bohatství,“ tvrdí Miodownik. Různé materiály vypovídají mnohé i o nás samých, „jsou věrným odrazem lidské identity, multiúrovňovým vyjádřením našich potřeb a tužeb“. Je zřejmé, že jsou nedílnou složkou naší civilizace, a je vlastně až skoro s podivem, že se jim dosud v oblasti populárně naučné literatury dostalo jen minima pozornosti. Důvodem snad může být, že na rozdíl od atraktivních oborů typu kosmologie či evoluční biologie není jednoduché takové téma pojmout způsobem, jenž by čtenáře skutečně zaujal a byl pro něj zároveň informačně obohacující. A jak se s tím popral Mark Miodownik?

Nebe, beton, čokoláda

Předmět materiálové vědy je mimořádně rozsáhlý, kniha proto není a ani nechce být vyčerpávající průvodce oborem. Autor vybral deset materiálů, které hrají významnou roli v našem každodenním životě a na nichž lze vysvětlit různé obecné problémy, jež se s materiálovou vědou pojí. Většina těchto látek bude čtenářům dobře známa, prostor však dostala i jedna, s níž se mnoho z nás dosud patrně nesetkalo nebo si toho minimálně nebylo vědomo. Jedná se o takzvaný aerogel, ultralehký materiál, jenž se vyrábí odstraněním tekutých složek z gelu a je vhodný například jako izolace. Posloužil však také k vychytávání mikrometeoritů v meziplanetárním prostoru. Často se mu přezdívá modrý dým, jelikož se díky svým fyzikálně-chemickým vlastnostem jeví modře, z podobných příčin, proč je modrá i obloha. Pro svou barvu, lehkost i nejasné hrany tak v ruce působí jako kousek nebe.

Všechny další popisované materiály jsou nám mnohem bližší než aerogel, to ale neznamená, že jsou méně zajímavé. Autor se každý z nich snaží popsat neotřelým způsobem. Někdy se soustřeďuje na historii objevování materiálu (například porcelánu), jindy se snaží ozřejmit obecnější fyzikální či chemickou podstatu různých jevů (různé formy uhlíku – grafit, diamant, lonsdaleit, nanovlákna ad. – a jejich vlastnosti). Vyprávění o oceli, kromě pasáží věnovaných jejímu podivuhodnému objevování nebo rozličnému využití, skýtá popis vlastností kovů na bázi jejich molekulární stavby, což autorovi umožňuje objasnit třeba to, jak dochází ke vzniku kovových slitin či proč nerezová ocel nikdy nezrezne.

Po oceli přichází na řadu beton, který se díky Miodownikovi před čtenářovýma očima změní z nudné šedivé hmoty v jeden z nejúžasnějších materiálů vůbec. Beton je dnes všude kolem nás, problém je, že jeho životnost není bezmezná. Tedy alespoň doposud tomu tak bylo. V současné době se pracuje na samosprávném betonu, který budou při menších poškozeních opravovat speciální bakterie přimíchané přímo do betonové směsi!

Mezi nejvýznamnější materiály současné civilizace se nakonec dostala i jedna potravina: čokoláda. Autor popisuje její dějiny i technickou výrobu. Některé čtenáře možná překvapí, že i čokoláda se na úrovni okem nepozorovatelné může různit strukturou, jež je pro vlastnosti výrobku zásadní. Krystaly čokoládového tuku se vyskytují v několika typech, jež ovlivňují konzistenci, rozpustnost či křupavost výsledného produktu.

Z čeho vyrobit mozek?

Zábavná a zároveň velmi zajímavá je kapitola věnovaná plastu. Zaměřuje se zejména na celuloid. Miodownik se tentokrát snažil vyhnout obyčejnému popisu, proto historii této umělé hmoty líčí v několika krátkých, chronologicky seřazených scénkách, v nichž zobrazuje též první pokusy o využití látky: při výrobě kulečníkových koulí, v zubním lékařství, ve fotografii a nakonec ve filmu. – Poslední kapitola knihy je spíše vizionářská, netýká se jedné látky, nýbrž celé řady materiálů, které již existují nebo jsou vyvíjeny a jednou budou sloužit coby náhrady lidských tkání a orgánů. Už dnes není problém dostat titanové klouby, ale zda někdy vyrobíme umělý mozek, jak autor přemítá, je otázka zapeklitá a při úrovni dnešních znalostí o fungování mozku v podstatě řečnická.

Celkově lze s klidným svědomím konstatovat, že cíl, který si autor vytyčil, se mu rozhodně podařilo splnit. Výběr představených materiálů je samozřejmě subjektivní, přesto reprezentativní a informace představené v jednotlivých kapitolách je možné zobecnit i pro další případy. Čtenář s autorem pochopitelně nemusí souhlasit bezvýhradně; například kapitolu o skle Miodownik uzavírá úvahou, že sklo je pro nás čistě užitkovým materiálem, který si nikdy nenašel cestu do našich srdcí. Jsem si jist, že obliba různých skleněných dekorací, váz, zdobených lustrů, ale třeba i vánočních ozdob svědčí o opaku. Ale potěší, že v souvislosti se sklem padne v knize zmínka i o naší vlasti, a to nikoli v souvislosti s výrobou piva.

Text je vskutku multioborový – pohybuje se od kvantové mechaniky přes chemii, fyziku, dějiny vědy až po biologii – a autorovi se daří všechny poznatky nápaditě a nenásilně propojovat. Celek působí přirozeně, jednotlivé úhly, z nichž jsou různé materiály nahlíženy, se organicky doplňují. Čtivosti napomáhá i to, že kapitoly nejsou psány jednolitým stylem, každá je trochu jiná, jedna uvozená osobním zážitkem, další zajímavou historickou skutečností, fyzikální zvláštností apod. Mark Miodownik na poli popularizace materiálové vědy odvedl skvělou práci.