Životní forma železa. Jak vznikal vítězný snímek Vědy fotogenické

Vítězem desátého ročníku fotografické soutěže zaměstnanců Akademie věd ČR Věda fotogenická se loni v listopadu stal se snímkem Životní forma železa Dušan Tichoň z Ústavu fyziky materiálů AV ČR. V následujícím textu popisuje, jaké je pozadí vzniku snímku a v čem vězí vizuální kouzlo detailního záběru zrezlého kovu.

Nebýva zvykom, že sa úspech dostaví už pri premiérovej účasti na nejakej súťaži. Iste, amatérskych kôl venovaných prezentácii zachytených snímok pred porotou zloženou z členov rodinného kruhu som sa zúčastnil niekoľko, no objektivita hodnotenia je prinajmenšom diskutabilná. Preto po informácii o existencii Vedy fotogenickej sa moja participácia na ročníku 2023 pre mňa stala vôbec prvou skúsenosťou so súťažou týkajúcou sa fotografovania. Vedecká a výskumná činnosť je všeobecne spojená s rozširovaním poznania v danej oblasti záujmu a často venovaná len užšej skupine ľudí, no preniesť takúto prácu do formy obrazu, ktorý prináša blahodarný estetický zážitok širšej verejnosti, môže byť náročné, a zároveň veľmi pútavé.

Skupina vysokocyklovej únavy na Ústave fyziky materiálov AV ČR v Brne sa zaoberá popisom únavových vlastností materiálov a výskumom šírenia únavových trhlín. Podstatná časť nielen mojej vedeckej práce sa odohráva vnútri výpočtovej techniky. Čaro prechodu počítačov zaberajúcich celé miestnosti do stavu, kedy si človek uvedomí jeho prítomnosť až narazením dolnej končatiny do krytov výpočtového stroja po neprimeranom pohybe na kolieskovej stoličke, bolo trendom minulého storočia. Inšpiráciu je tak nutné hľadať na inom mieste, kde sa napríklad ponúkajú rôzne experimentálne testy prebiehajúce vo výskumných laboratóriách. Tam vznikla aj prvotná myšlienka a materiál pre fotografiu Životní forma železa, ktorá bola prihlásená do súťaže a vo veľmi vyrovnanej konkurencii plnej úžasných záberov doputovala k celkovému víťazstvu v hlavnej kategórii.

Dušan Tichoň

Trhliny v oceli
Ako indikuje samotný názov, objektom záujmu experimentálnej kampane boli laboratórne telesá vyrobené z ocelí – zliatin, kde dominantný podiel tvoria atómy železa. Podľa obsahu ďalších legujúcich prvkov sa potom okrem iného odvíja aj odolnosť materiálu voči šíreniu únavových trhlín. Veľmi zaujímavou skupinou sú uhlíkové ocele využívané napríklad na výrobu vlakových náprav, kde rozvoj železničnej dopravy definoval počiatky pojmu únava materiálu pred zhruba 160 rokmi. Bežnou praxou je skúmať únavové vlastnosti ocelí s umelo vytvoreným vrubom či defektom, kde pri vonkajšom mechanickom zaťažení presahujúcom istú limitu dôjde k iniciácii trhliny a jej šíreniu.

Na odolnosti proti šíreniu trhlín sa podieľajú aj takzvané mechanizmy zatvárania trhlín, z ktorých je v prípade uhlíkových ocelí príťažlivým hlavne príspevok od oxidácie lomových plôch. Trenie nalomených plôch telesa a vlhkosť vo vzduchu povzbudzujú tvorbu oxidov železa, ktoré sa hromadia a paradoxne prispievajú k odolnosti vzorky vzhľadom k šíreniu trhliny, a môžu viesť až k jej zastaveniu. Zanechávajú tak po sebe charakteristickú hnedú stopu. Oxidy sa na lomovej ploche netvoria rovnomerne. V blízkosti voľného povrchu je ich tvorba limitovaná a sústreďuje sa vnútri telesa. Výsledný tvar tak často nie je symetrický a je nutná istá dávka náhody, aby došlo k vytvoreniu oku lahodiaceho tvaru hodného detailného záberu. Vhodného adepta sa podarilo nájsť v sérii vzoriek plochých telies tvaru kosti s umelo vytvoreným polo-eliptickým defektom o hĺbke 1,6 mm. Okrem očakávaného záveru sa dostavil aj bonus – plynulý a symetrický postup vrstvy oxidov na lomovej ploche dvoch prelomených častí skúšobného telesa.

Z vybraných fotografií se každoročně sestavuje výstava a kalendář.

Železo na obale
Po zapožičaní výkonnejšej techniky už ostávalo len trpezlivo umiestňovať obe prelomené časti  k sebe, až bol vytvorený symetrický obraz, a zachytiť finálnu fotografiu, ktorá sa nakoniec stala vstupenkou na veľmi príjemnú, pohodovú a dobre organizovanú slávnostnú vernisáž. A keďže sa jednalo o jubilejný 10. ročník, bola zhotovená aj fotokniha obsahujúca výherné snímky celým prierezom súťaže, na ktorej obale je umiestnená práve tá moja, čo je pre mňa veľká pocta. Keď si pomyslím, že pri množstve skúšobných telies a fotiek, ktoré som v rámci experimentálnej štúdie zachytil na stereomikroskope, mi už fotografie prišli nevýnimočné, a nebyť informácie o súťaži a povzbudenia sa zúčastniť od môjho školiteľa doktorandského štúdia by k tomu v podstate nemuselo dôjsť, je zážitok ešte intenzívnejší. Je preto užitočné zamyslieť sa, aké poklady sa môžu u každého z nás skrývať pod rúškom práce všedného dňa.

Text: Dušan Tichoň, Ústav fyziky materiálů AV ČR
Foto: Věda fotogenická – Dušan Tichoň: Životní forma železa; Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR

Přečtěte si také

• Debaty o genderové rovnosti a inkluzivitě se odehrály pod taktovkou NKC
• Čelit genderově podmíněnému násilí v akademickém prostředí pomůže nové školení
• Dotkni se historie. V online laboratoři HistoryLab žáci poznávají minulost
• Čistou vědou lodní trup nevyčistíš. S aplikací výzkumu nám pomůže program PRAK
• Patrik Španěl: Jak otevřeně publikuje Akademie věd ČR
• Z laboratoře až k záchraně životů. S aplikací výsledků pomáhá program PRAK
• Jiří Chýla: O čem nemá exministr Plaga ani tušení
• Syndrom podvodnice: Nestyďme se mluvit o pocitech nedostatečnosti
• Jak pomáhá českým vědcům Technologické centrum Praha v boji o ERC granty