Dřevo patří mezi nejstarší stavební materiály vůbec. Pro svoji různorodost fyzikálně-chemických vlastností a poměrně dobrou dostupnost je využíváno k mnoha účelům. Protože se ale jedná o biologický materiál, dochází v průběhu času ke změnám jeho vlastností a postupnému poškozování vlivem počasí a působení biologických škůdců. Je proto dobré jej před těmito vlivy chránit.
K ochraně dřevěných staveb a materiálů na bázi dřeva je možné používat nejen umělé, běžně dostupné komerční biocidní přípravky, ale také různé rostlinné výtažky, které jsou přírodního původu a jsou více ekologické.
Jednou takovou skupinou rostlinami produkovaných látek, methylxanthiny, se v rámci svého výzkumu zabývala skupina badatelů, složená z vědců a studentů Fakulty stavební Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT) a Fakulty lesnické a dřevařské České zemědělské univerzity v Praze (ČZU). Jejich výzkum byl finančně podpořen Grantovou agenturou ČR. Vedoucím projektu „Vliv biocidů na bázi metylxantinů na vlastnosti dřeva pro konstrukční účely“ byla RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D., z ČVUT a za ČZU byl za odbornou část projektu zodpovědný doc. Ing. Miloš Pánek, Ph.D.
Methylxanthiny
O jaké látky se jedná? Určitě každý z nás se již ve svém životě setkal s kofeinem. Tato látka je syntetizována mnoha rostlinami, člověk ji přijímá převážně pitím kávy a čaje. Pro svoje povzbuzující účinky dnes bývá přidávána nejen do různých potravin a nápojů, ale také do léčiv a kosmetických prostředků. Některé rostliny přitom kofein vytvářejí záměrně, pro svoji vlastní potřebu, na ochranu proti biologickým nepřátelům a patogenům. Kromě kofeinu jsou ale rostliny schopné syntetizovat i další, kofeinu strukturně velmi podobné látky, které se pro změnu vyskytují například v listech a kůře, v kakaových bobech (theobromin), některé bývají pro svoje biologické účinky přidávány do různých léčiv (např. theophylin).
Výzkumné téma
Proč tedy tyto látky nezkusit využít obecně v boji proti škůdcům dřeva – plísním, houbám a hmyzu? Tuto základní hypotézu si kladli řešitelé projektu a vyzkoušeli účinnost vyjmenovaných methylxanthinů na druzích dřeva, které se v našich středoevropských podmínkách nejčastěji používají pro konstrukční účely (smrk, borovice, buk).
V průběhu výzkumu bylo zjištěno, že kofein byl nejefektivnější látkou, teobromin a teofylin tak účinné nebyly. Kofein nemá negativní vliv na změny fyzikálních a mechanických vlastností testovaných dřevin, jeho účinnost proti biologickému napadení byla prokázána převážně u smrku. Největší rozdíly v účinnosti byly zjištěny mezi jednotlivými skupinami škůdců – plísněmi, houbami a termity. Nejúčinnější je kofein proti houbám, které způsobují hnilobu, lze jej ale také použít jako ekologicky přijatelnou krátkodobou ochranu proti dřevo-zbarvujícím houbám ve skladech řeziva.
Snímky bukového dřeva, které bylo ošetřeno roztokem kofeinu. Na snímku vlevo je diagonálně zobrazena céva při 2 500násobném zvětšení a pravý snímek představuje zvětšený výřez s detailním zobrazením povrchu při 50 000násobném zvětšení pod elektronovým mikroskopem.
Závěry
Výsledky projektu byly publikovány v několika mezinárodních impaktovaných časopisech. Využití ochranných prostředků na bázi vodného roztoku kofeinu má veliký potenciál pro praktické využití ochrany dřeva. Kofein je ekologický a jeho nespornou výhodou je preventivní ochrana dřeva proti biologickému napadení, pokud je finální produkt vystaven náhodné vlhkosti nebo kondenzované vodě. Díky výzkumu podpořenému Grantovou agenturou ČR byla nalezena a ověřena nejlepší technologie jeho aplikace.
Klára Kobetičová
RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D., absolvovala Fakultu Přírodovědeckou na Masarykově Univerzitě v Brně. Nyní pracuje na ČVUT v Praze, je vedoucí biologické laboratoře na katedře Materiálového inženýrství a chemie. Na této univerzitě také vyučuje předměty Chemie a Ekotoxikologie stavebních materiálů. Zabývá se environmentálním působením chemických látek, které mohou být součástí různých stavebních materiálů a také vývoj přípravků na přírodní bázi pro ochranu stavebních materiálů proti biodegradaci.
Miloš Pánek
Doc. Ing. Miloš Pánek, PhD., vystudoval dřevařské inženýrství na Dřevařské fakultě Technické univerzity ve Zvolenu. Nyní pracuje na Fakultě lesnické a dřevařské České zemědělské univerzity v Praze jako vysokoškolský pedagog. Ve výzkumu a výuce se zaměřuje na ochranu dřeva vůči biotickým a abiotickým poškozením. Hlavním vědeckým tématem je vývoj a testování transparentních nátěrových systému na dřevě v exteriéru, ale také využití a testování látek přírodního původu jako potenciálně účinných biocidů pro ochranu dřeva.
