Vlákno

Rozbalit box

Obsah boxu

Vlákno je obecný termín pro podlouhlý, tenký a ohebný útvar, jehož délka mnohonásobně převyšuje jeho průměr. Tento pojem se používá v mnoha různých oborech, od textilního průmyslu přes biologii a medicínu až po informatiku a telekomunikace. Společným znakem všech vláken je jejich struktura a schopnost tvořit složitější celky, jako jsou příze, tkaniny, tkáně nebo datové sítě.

Vlákna mohou být přírodního i umělého původu a jejich vlastnosti, jako je pevnost, pružnost, nasákavost nebo elektrická vodivost, určují jejich specifické využití.

🧵 Textilní vlákna

V textilním průmyslu je vlákno základní stavební jednotkou pro výrobu příze, nití, tkanin, pletenin a netkaných textilií. Jde o nejběžnější a historicky nejstarší chápání tohoto pojmu. Textilní vlákna se dělí především podle svého původu.

🏛️ Dělení podle původu

Přírodní vlákna

Přírodní vlákna se získávají z rostlinných, živočišných nebo nerostných zdrojů.

• Rostlinná vlákna: Jsou tvořena převážně z celulózy.
  • Ze semen: Bavlna, kapok
  • Ze stonků (lýková vlákna): Len, konopí, juta, ramie
  • Z listů: Sisal, manilské konopí (abaka)
  • Z plodů: Kokosové vlákno
• Živočišná vlákna: Jsou tvořena převážně z proteinů.
  • Ze srsti savců: Vlna (z ovcí), mohér (z angorských koz), kašmír (z kašmírských koz), velbloudí srst, alpaka, angora (z angorských králíků)
  • Z výměšků hmyzu: Přírodní hedvábí (z kokonů bource morušového)
• Nerostná vlákna:
  • Azbest (jeho použití je dnes kvůli karcinogenitě silně omezeno)

Chemická vlákna

Chemická vlákna (nesprávně označovaná jako umělá vlákna) se vyrábějí průmyslovými postupy.

• Vlákna z přírodních polymerů (regenerovaná): Základní surovina je přírodní (celulóza, protein), která je chemicky zpracována a znovu zformována do podoby vlákna.
  • Viskóza, modal, lyocell (Tencel), měďnaté hedvábí (Cupro)
• Vlákna ze syntetických polymerů (syntetická): Vyrábějí se chemickou syntézou z jednoduchých organických sloučenin, nejčastěji z ropy nebo zemního plynu.
  • Polyamid (PA), známý pod obchodním názvem Nylon, Silon
  • Polyester (PES)
  • Polypropylen (PP)
  • Polyuretan (PUR), zejména elastická vlákna jako elastan (Spandex, Lycra)
  • Polyakrylonitril (PAN)
  • Aramidová vlákna (např. Kevlar, Nomex) – vysoce pevná a tepelně odolná

⚙️ Vlastnosti a použití

Vlastnosti vláken určují jejich vhodnost pro konkrétní použití. Sleduje se například délka (střiž), jemnost (titr), pevnost, tažnost, pružnost, odolnost vůči oděru, nasákavost, tepelná odolnost a hořlavost. Kombinací různých typů vláken v směsích lze dosáhnout požadovaných vlastností finálního produktu, například kombinace bavlny a polyesteru pro snížení mačkavosti a zvýšení odolnosti oděvů.

🧬 Biologická vlákna

V biologii a anatomii označuje pojem vlákno různé podlouhlé buněčné nebo mezibuněčné struktury.

• Svalové vlákno: Základní stavební a funkční jednotka svalu. Jedná se o mnohojadernou buňku (syncytium) schopnou kontrakce díky přítomnosti kontraktilních proteinů aktinu a myosinu.
• Nervové vlákno: Označuje axon (neurit), což je výběžek nervové buňky, který vede nervové vzruchy. Může být obalen myelinovou pochvou, která urychluje přenos signálu. Soubory nervových vláken tvoří nervy.
• Vlákna pojivové tkáně: Jsou produkována buňkami, jako jsou fibroblasty, a tvoří mezibuněčnou hmotu. Patří sem:
  • Kolagenní vlákna: Velmi pevná v tahu, zajišťují mechanickou odolnost tkání (např. v šlachách, kůži).
  • Elastická vlákna: Zajišťují pružnost tkání (např. v plicích, cévních stěnách).
  • Retikulární vlákna: Tvoří jemné sítě a poskytují oporu v orgánech, jako jsou játra nebo slezina.
• Vláknina: Nestravitelná složka potravy rostlinného původu (převážně polysacharidy jako celulóza nebo pektin). Je klíčová pro správnou funkci trávicího systému, podporuje střevní peristaltiku a slouží jako potrava pro střevní mikrobiom.

💻 Vlákna v informatice

V informatice je vlákno (anglicky thread) nejmenší sekvence programových instrukcí, kterou může operační systém nezávisle spravovat a plánovat její vykonání na procesoru.

• Proces vs. Vlákno: Proces je spuštěná instance programu, která má vlastní paměťový prostor. Jeden proces může obsahovat jedno nebo více vláken, která tento paměťový prostor sdílejí. Díky tomu je komunikace mezi vlákny v rámci jednoho procesu mnohem rychlejší než komunikace mezi různými procesy.
• Multithreading: (Vícevláknové zpracování) je schopnost procesoru nebo operačního systému vykonávat více vláken zdánlivě nebo skutečně současně. Na vícejádrových procesorech může každé jádro vykonávat jiné vlákno, což vede k reálnému paralelismu a výraznému zvýšení výkonu aplikací, jako jsou webové prohlížeče, počítačové hry nebo video editory.

💡 Optická vlákna

Optické vlákno je tenké vlákno vyrobené z vysoce čistého skla nebo plastu, které je schopné vést světlo na velké vzdálenosti s minimálními ztrátami.

• Princip funkce: Využívá principu úplného (totálního) vnitřního odrazu. Světelný paprsek vyslaný do vlákna pod správným úhlem se odráží od rozhraní mezi jádrem a pláštěm vlákna (které mají mírně odlišný index lomu) a je tak veden uvnitř vlákna.
• Využití:
  • Telekomunikace: Tvoří páteř moderního internetu a telefonních sítí, umožňují přenos obrovského množství dat na velké vzdálenosti.
  • Medicína: V endoskopech pro zobrazení vnitřních orgánů nebo pro vedení laserového paprsku při chirurgických zákrocích.
  • Průmysl a senzorika: Pro měření teploty, tlaku nebo pro osvětlení těžko dostupných míst.

🔬 Další významy

• Uhlíkové vlákno: Vlákno tvořené téměř čistým uhlíkem. Vyznačuje se extrémní pevností a nízkou hmotností. Používá se v kompozitních materiálech pro výrobu součástí v letectví, kosmonautice, automobilovém průmyslu (zejména u sportovních a závodních vozů) a ve sportovním vybavení (jízdní kola, tenisové rakety).
• Skleněné vlákno: Vyrábí se tažením roztaveného skla. Používá se jako tepelná a zvuková izolace (skelná vata) nebo pro vyztužení plastů (sklolaminát).
• Nanovlákno: Vlákno s průměrem v řádu nanometrů (miliardtin metru). Díky obrovskému poměru povrchu k objemu mají unikátní vlastnosti a nacházejí uplatnění ve filtraci, medicíně (tkáňové inženýrství) nebo v elektronice.

🤔 Pro laiky

Představte si vlákno jako velmi tenký a dlouhý provázek. Podle toho, z čeho je vyroben a kde se používá, může mít úplně jiné vlastnosti a účel:

• V oblečení: Vlákno je jako jediná nitka, ze které je upleten váš svetr nebo utkáno vaše tričko. Může být z bavlny (přírodní) nebo z polyesteru (umělé).
• V těle: Nervové vlákno funguje jako tenký "elektrický drát", který přenáší signály z mozku do svalů. Svalové vlákno je zase miniaturní motorek, který se umí smrštit a způsobit pohyb.
• V počítači: Když máte spuštěný program (např. webový prohlížeč), je to jako velká továrna (proces). Vlákno je pak jeden konkrétní dělník v této továrně, který dělá jednu specifickou práci (např. načítá obrázek na stránce). Moderní počítače mají více "dělníků" (vláken), takže mohou dělat více věcí najednou.
• Pro internet: Optické vlákno je jako tenká skleněná trubička, kterou neprotéká voda, ale světlo. Blikáním tohoto světla se přenáší obrovskou rychlostí informace – například webové stránky, videa nebo e-maily.

Šablona:Aktualizováno