Цементная промышленность отвечает за около 8% мировых выбросов углекислого газа, главным источником которых является портландцемент. В поисках более экологичных альтернатив исследователи сосредоточились на геополимерах — материалах, получаемых из природных алюмосиликатов с помощью щелочной активации, обладающих меньшим углеродным следом и подходящих для неконструкционных изделий.
Группа ученых из Высшей политехнической школы Литораля (Эквадор) и Университета Буэнос-Айреса (Аргентина) разработала новый композит на базе эквадорского цеолита, укреплённого хитозаном — биополимером, извлекаемым из отходов панцирей креветок. Работа опубликована в журнале Construction and Building Materials.
Хитозан обладает биоразлагаемыми и антибактериальными свойствами. В исследовании он был синтезирован с применением контролируемых химических процессов и добавлен в геополимерные матрицы в концентрациях от 0,075% до 0,2% от массы. Проведённые испытания показали, что добавка хитозана увеличивает прочность материала на сжатие на 67%, с 2,1 МПа до 3,51 МПа, что делает его пригодным для изготовления панелей, облицовки и других ненесущих элементов.
Кроме того, новые геополимеры проявили активность против бактерий Klebsiella aerogenes и Staphylococcus aureus, часто вызывающих внутрибольничные инфекции. Микроскопический анализ выявил улучшенное сцепление матрицы при умеренном содержании хитозана, тогда как его избыток снижает механическую эффективность из-за агломерации.
Данная разработка способствует принципам экономики замкнутого цикла: использование местных цеолитов уменьшает зависимость от импорта, а переработка креветочных отходов снижает экологическую нагрузку. В перспективе такие материалы могут стать частью национальных стратегий устойчивого строительства, помогая в борьбе с изменением климата и улучшении здоровья населения.