Из опилок сделали огнестойкий композит ^{CEFR B2}

Команда из кафедры науки о древесных материалах в ETH Zurich и Empa разработала процесс превращения опилок в перерабатываемый композит с использованием минерала стружита — кристаллического аммоний-магниевого фосфата. Ранее было трудно объединить кристаллы стружита с древесными частицами, поэтому учёные применили фермент из семян арбуза, чтобы управлять кристаллизацией стружита из водной суспензии предшественника ньюберита.

Фермент стимулирует формирование крупных кристаллов, которые заполняют полости между опилками и действуют как вяжущее. Смесь прессуют в форме в течение двух дней, затем извлекают и сушат при комнатной температуре. Готовый материал оказался прочнее при сжатии поперёк волокон, чем исходная еловая древесина, и подходит для внутренней отделки.

Стружит повышает огнестойкость: при нагреве он разрушается с выделением водяного пара и аммиака, что поглощает тепло, создаёт охлаждающий эффект и вытесняет воздух — это тормозит распространение огня и ускоряет образование обугленной поверхности. Испытания в конусном калориметре в Политехническом университете Турина показали, что необработанная ель воспламеняется примерно через 15 секунд, тогда как композит требует более чем в три раза большего времени. После воспламенения быстро образуется защитный слой неорганики и углерода.

По предварительным оценкам, композит может соответствовать тому же классу пожарной защиты, что и цементно‑связываемые плиты, но нужны испытания в большем масштабе. Цементные плиты содержат 60 to 70% цемента по массе и тяжёлы; плита из опилок и стружита содержит всего 40% вяжущего и значительно легче. Композит легко перерабатывать: его можно измельчить, нагреть до чуть более 100°C (212°F) для выделения аммиака и просеять опилки; после растворения и повторного осаждения ньюберита вяжущее можно использовать вновь. Стружит также может быть медленно действующим удобрением. Дальнейшие шаги — оптимизация и масштабирование производства; широкое применение будет зависеть от стоимости вяжущего и возможного использования отложений стружита из очистных сооружений сточных вод. Исследование опубликовано в Chem Circularity, источник — ETH Zurich.