Био- и геополимерные материалы экономики замкнутого цикла
Тематика проекта: Технические науки
Дата начала проекта: 01.01.2024
Дата завершения проекта: 31.12.2024
Краткое описание проекта и его рамки
Краткое описание проекта и его рамки

Проект нацелен на формирование научного задела и технологической основы создания инновационных, технико-экономически обоснованных решений в области обработки, утилизации и обезвреживания твердых неорганических отходов производства/потребления (хвосты обогащения полезных ископаемых, отвальные породы, шлаки, шламы, зола сжигания угля и биомассы, отходы сноса зданий и сооружений), обеспечивающих их максимальное вовлечение в хозяйственный оборот в качестве сырья для изготовления новой продукции для строительной, нефтегазовой и химической индустрии, а также получения биодеградируемых материалов с использованием отечественной базы возобновляемых источников сырья, для производства продукции повседневного спроса, обеспечивающих снижение антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Технологический барьер

Для биполимерных материалов технологическим барьером является обеспечение баланса между качественными показателями получаемых продуктов и изделий на их основе (главным образом, механическая прочность и барьерные свойства) и их стоимостью, а также управление сроком и степенью разложения этих материалов в окружающей среде.

Для геополимерных материалов технологическим барьером является себестоимость их производства. На сегодняшний день предложено ряд минеральных вяжущих веществ, способных в результате затворения водой или специальных щелочных или кислотных активаторов образовывать искусственный камень, однако подавляющее большинство из них не выдерживает ценовой конкуренции с цементными вяжущими. Производство цемента чрезвычайно энергоемко и занимает третье место среди промышленных эмитентов двуокиси углерода, в связи с чем разработка экономичных и устойчивых альтернативных вяжущих материалов общестроительного и специального назначения представляет собой глобальный технологический и экологический вызов в разрезе декарбонизации цементно-бетонной индустрии как в России так и в общемировом масштабе.


Цель(и) проекта 
Технологическая платформа
  1. Проект включает разработку составов и технологии получения бионанокомпозитных материалов на основе природных полисахаридов с регулируемым сроком эксплуатации полностью разлагающихся в окружающей среде для применений в качестве экологичной гибкой упаковки, жесткой и полужесткой тары для хранения и транспортировки пищевых и непищевых продуктов, укрывных материалов для «умного» сельского хозяйства, медицинских и фармацевтических изделий (раневые повязки, гемодиализные мембраны, системы доставки лекарственных средств и генов, покрытия имплантов и медицинского текстиля, хирургические нити, скаффолды для тканевой инженерии и регенеративной медицины, лабораторная посуда, и др.).
  2. Второе направление - разработка составов и технологии получения геополимерных и родственных щелоче-активированных материалов, получаемых низкотемпературной поликонденсацией тонкодисперсных алюмосиликатов в составе крупнотоннажных твердых отходов, и характеризующихся регулируемой иерархической структурой пор, высокой механической прочностью, стойкостью к воздействию высоких температур и агрессивных сред. Области практического применения: специальные бетоны и связующие (строительство подводной инфраструктуры, укрепление грунтов, ремонт и восстановление искусственных сооружений), теплозвукоизоляционные и огнеупорные пеноматериалы, барьеры для иммобилизации опасных отходов, селективные сорбенты для разделения и очистки газов и жидких сред.
Георгий Иванович Лазоренко
Руководитель центра компетенций «Технологии замкнутого цикла»