Ученые лаборатории химии силикатных сорбентов Института химии силикатов (филиал НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ – ИХС) установили как морфология и размер частиц алюмосиликатных прекурсоров влияют на механические свойства геополимеров.
Исследователи изучают свойства геополимеров – материалов, созданных на основе алюмосиликатов, активируемых щелочными или кислотными реагентами. Сегодня они применяются во многих сферах, в первую очередь – в строительстве. Геополимеры отличаются высокой прочностью, долговечностью, устойчивостью к температурным и иным воздействиям. Они экологичны в производстве (например, при изготовлении геополимерного бетона по сравнению с обычным выделяется на 80% меньше углекислого газа). А барьерные, изоляционные и иммобилизирующие характеристики геополимерных материалов позволяют использовать их в конструкциях, предназначенных для хранения радиоактивных отходов.
Однако широкое внедрение геополимеров сдерживается из-за недостаточного понимания того, как состав сырья и технологические параметры влияют на их свойства. Это затрудняет прогнозирование прочностных характеристик и долговечности материала.
Один из факторов, влияющий на параметры материала – морфология исходных алюмосиликатных прекурсоров.
— Мы впервые провели комплексное сравнение геополимерных материалов, созданных на основе трех видов наночастиц с различной морфологией — трубчатых, пластинчатых и сферических. В результате установили, что морфология и размер частиц алюмосиликатных прекурсоров напрямую влияют на прочность геополимеров. Также определили основные параметры алюмосиликатного сырья, необходимые для получения высокопрочных материалов. Полученные результаты важны для получения геополимеров с заданным комплексом физико-химических свойств и закладывают научную основу для создания экологичных, прочных и универсальных материалов, — говорит Ольга Голубева, заведующая лабораторией химии силикатных сорбентов ИХС.
Результаты работы опубликованы в журнале ACS Applied Engineering Materials.
Работа выполнена при поддержке РНФ (проект №25-19-00076).