Ученые БГТУ имени Шухова разработали самоочищающиеся покрытия на основе фотокаталитических композиционных материалов

Коллективом молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова под руководством профессора РАН, д.т.н., заведующей кафедрой материаловедения и технологии материалов Валерии Строковой разработаны рецептурно-технологические принципы получения фотокаталитических композиционных материалов для современных строительных композитов различного функционального назначения.

В чем суть разработки

Согласно предложенной технологии методом золь-гель синтеза осуществляется нанесение фотокатализатора ‒ наноразмерного анатаза, на минеральные носители различного происхождения и состава для последующего их введения в строительные смеси. Это междисциплинарное исследование на стыке коллоидной химии, строительного материаловедения, минералогии и экологии.

«Фотокаталитические композиты обеспечивают самоочищение строительных материалов, а также снижение экологического прессинга на людей, поскольку разлагают загрязнения, оседающие на зданиях после таких негативных факторов как органические выбросы различной природы. После дождя все смывается, то есть происходит самоочищение материала и разложение органических вредных загрязнителей, которые оседают на стенах. Помимо чистоты и декоративного аспекта, материал профилактирует возникновение на поверхности плесени и грибков. Для получения фотокаталитических материалов используются различные виды как природного, так и техногенного сырья, что способствует утилизации отходов», – рассказала профессор РАН, д.т.н., зав. кафедрой материаловедения и технологии материалов Валерия Строкова.

Опытные образцы композиционных фотокаталитических материалов вводятся в состав строительных композитов различных видов – штукатурные смеси, стеновые материалы, то есть применимы для широкого диапазона строительных и отделочных работ. Полученные порошкообразные фотокаталитические композиционные материалы на основе силикатного, алюмосиликатного и карбонатного природного и техногенного сырья характеризуются высокой степенью кристаллизации фотокатализатора – главного агента самоочищения и развитой поверхностью, за счет чего обладают повышенной фотокаталитической активностью (более 95 % удаления органического красителя родамина Б), то есть обеспечивают эффективный процесс самоочищения поверхности строительных материалов и изделий при их введении в поверхностный слой при сохранении высоких прочностных характеристик и долговечности.

Предложенная разработка отвечает задачам: импортозамещения, использования доступного сырья и побочных продуктов производств, простоте технологического процесса, необходимости разработки и внедрения в эксплуатацию материалов с новыми свойствами, повышения декоративных характеристик строительных изделий и конструкций.

Кому полезна разработка

Использование фотокаталитических композиционных материалов для создания самоочищающихся покрытий обеспечит: снижение затрат на периодическое техническое обслуживание фасадов зданий и сооружений за счет увеличения промежутков времени между принудительной очисткой поверхностей от загрязнений или реставрацией; повышение их долговечности и архитектурной выразительности при рациональном использовании сырья.

Развитие проекта и источник финансирования

В настоящее время при финансировании проекта в рамках реализации государственного задания Минобрнауки РФ № FZWN-2023-0006 расширен спектр сырьевых материалов, в том числе за счет использования отходов и побочных продуктов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей, и усовершенствована технология получения фотокаталитических композиционных материалов, что позволит повысить эффективность самоочищения создаваемых покрытий различного функционального назначения при снижении их себестоимости и повышении физико-механических характеристик.