Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) разработали минеральные бумагоподобные нанокомпозитные материалы на основе стеклянных и базальтовых волокон. Их уникальность заключается в наборе свойств: материал одновременно термо-, хемо-, био- стойкий, устойчив к действию жестких излучений, таких как гамма и ультрафиолетовые, обладает технологической прочностью, звуко- и электроизоляционными, впитывающими, фильтрационными и другими барьерными свойствами.
Разработка ученых СПбГУПТД не имеет аналогов и способна импортозаместить фильтровальные, сепарационные, огнеупорные, звуко- электроизоляционные, отделочные материалы и широкий спектр материалов специального назначения для авиакосмической техники, машиностроения, биотехнологии, медицины, строительства, транспорта, атомной, химической, оборонной, энергетической, фармацевтической, радиоэлектронной, металлургической и других отраслей.
Материал создается по технологии бумажного производства, но вместо целлюлозы используются минеральные волокна на основе стекла и базальта, добываемого в России, или стеклянных шариков со специальными примесями. Такие волокна в России производит только Новгородский завод стекловолокна. Путем расплава и раздува из сырья получают нано-, микро-, ультратонкие волокна.
«Перед нами стояла задача разработать бумагоподобный материал по традиционной технологии бумажного производства. Минеральные волокна в отличие от целлюлозных не обладают способностью к связеобразованию, поэтому для создания необходимой прочности материала и сохранения высокой капиллярнопористой структуры нам надо было также найти специальные связующие, которые обладали бы хемо-, био- и термостойкостью, как и сами волокна. После проведения ряда испытаний нам это удалось», — комментирует автор разработки профессор кафедры технологии бумаги и картона ВШТЭ СПбГУПТД Владимир Дубовый.
Одна из главных функций новой «бумаги» – фильтровальная. Уникальные материалы были применены при создании «чистых комнат», необходимых во многих отраслях промышленности, таких как электронная, атомная, фармацевтическая, медицина и другие.
На основе бумагоподобных композиционных минеральноволокнистых материалов разработаны устройства испарительного типа для охлаждения воздуха по энергосберегающей, экологически безопасной технологии, которыми пользуется весь мир. Данная технология была внедрена для охлаждения воздуха в московском метрополитене.
«Я подсмотрел это у природы: у озера всегда прохладнее, потому что энергия испарения влаги очень большая, и когда происходит испарение воды, идет поглощение тепла и выделяется холод. Но нужен был материал, который будет находиться всегда в воде и не будет подвержен действию микроорганизмов и грибов», - рассказывает профессор.
Разработка проведена в рамках стратегического проекта СПбГУПТД по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030». Сейчас ученые работают над приданием материалам различных барьерных свойств и расширением сферы применения с внедрением во многие отрасли промышленности.