В огне не горит. Пермские учёные создали уникальный стройматериал

Когда-нибудь мы будем жить в домах, построенных из композитов, которые сегодня разрабатывают в Пермском Политехе. Безопасных при нагревании и горении. Уникальную формулу, которая ляжет в основу множества разработок, открыли в маленькой лаборатории в Перми. 

О том, как делают важные открытия, рассказала инженер, аспирант ПНИПУ Наталия Рябинина.

Секретная формула

Наталья Стерледева, «АиФ-Прикамье»: Наталия Владимировна, в чём уникальность созданного вами композита?

Наталия Рябинина: Его основное отличие от других материалов отечественного и иностранного производства в том, что он абсолютно нетоксичен. Даже при нагревании он не выделяет вредных элементов.  До сих пор не создали теплоизоляционные материалы, которые не выделяли бы токсичных веществ при горении. Тот же асбест, активно применяемый в строительстве, при нагревании чадит. Наш материал при горении не имеет ни запаха, ни дыма. Он поверхностно оплавляется без каких-либо выделений в окружающую среду. 

- Из чего он состоит?

-  Это композиция из смеси дисперсных наполнителей. В качестве связующего материала используется жидкое стекло, а в качестве минеральных наполнителей – кварцевая пыль. Мы смешали компоненты, после чего отвердили их при нормальной и повышенной температуре.

- Как создавалась технология?

- Методом проб и ошибок. За три года отработали около сорока рецептур. Каждый образец проходил  испытания. Мы делали дифференциальный термический анализ, оценивали, задерживает ли материал тепло. Если задерживал, проводили дальнейшие испытания под воздействием прямого пламени. Замеряли температуры, фиксировали, как материал оплавился, как изменилась поверхность. Несколько образцов оценивали под микроскопом. На всестороннее исследование каждой рецептуры уходит очень много времени. Всего необходимого оборудования под руками, как правило, нет.  Мы обращались то в одну организацию, то в другую.  Основную часть работ проводили в лаборантской моего научного руководителя - профессора, доктора технических наук  Галины Шайдуровой. Для подобных опытов нужно немало: противопожарные условия, сушильные шкафы, весы для замера материалов и пр.

- Как можно определить, выделяет ли  материал какие-то вредные вещества?

- Самый простой способ –  открытое пламя. Большинство веществ при горении начинают дымиться. С нашим материалом этого не происходит.  Нет ни дыма, ни запаха. Всё благодаря  тому, что компоненты, из которых он состоит,  при смешивании и взаимодействии друг с другом приобретают особые свойства.

Главное - экология

- По статистике,  при пожарах люди умирают часто не от ожогов, а от отравления. Если строить из такого материала,  шансов спастись при пожаре у людей будет больше?

- Конечно. Если  применять этот материал,  риск отравления токсичными веществами просто отсутствует. Другой вопрос, что строители, как правило, используют параллельно с теплоизоляционными ещё и множество дешёвых материалов, свойства которых далеки от безопасности.  

Мы  проводили опыты  с использованием нового композита в качестве выравнивающей смеси на стенах – распределяли её небольшим слоем как штукатурку. Смесь хорошо сохраняет тепло. Тесты показали: если изделие толщиной от 5 мм подвергать прямому нагреву при температуре до 1000 градусов,  с другой стороны температура достигает 200 градусов. Так мы убедились, что материал очень хорошо сохраняет и не пропускает тепло.

- Можно ли применять этот материал в авиации, в автопроме?

- Для авиации он достаточно тяжёлый. Его можно применять только для замены более тяжёлых теплоизоляционных элементов. Или наносить композит на стационарные детали внутренней поверхности самолёта, чтобы придать им нужные свойства (огнеупорность, экологичность). Впрочем, думаю, он найдёт применение абсолютно везде, где нужна теплоизоляция, где есть воздействие открытого пламени. Например, в защитных щитах пожарных  и технике для пожаротушения.

- Строить из него будет дорого?

-  Цена будет рассчитываться в зависимости от назначения изделий. Себестоимость 1 кв. м материала толщиной 10 мм составляет около 740 руб. Она сопоставима со стоимостью асбестового полотна.

- Как возникла идея создать такой продукт?

 - Сначала родилась идея создать теплоизоляционный экран для оборудования, который не будет пропускать тепло при нагревании. Тогда человек не получал бы никаких вредных воздействий, сидя за компьютером, пользуясь бытовой техникой. А на заводе оборудование, находящееся рядом с высокотемпературными печами, не выходило бы из строя. Потом мы поняли, что сфера применения этого материала очень широка.  Из этого материала с помощью  экструзии (получение изделий путём продавливания и формовки вязкого расплава. - Ред.) можно  создавать изделия самой разной формы.

Технологию можно применять где угодно. На днях я разговаривала с директором московской фирмы, занимающейся созданием противопожарных щитов. Его заинтересовал наш материал. Они уже десять лет работают над тем, чтобы сделать нечто подобное. Но одно из требований - изделие должно быть гибким. Наша разработка может пока  пригодиться им только для создания огнеупорных люков, поскольку материал жёсткий. Нас попросили доработать формулу, чтобы изделие было гибким. Если получится, с нами готовы работать.

- То есть сейчас вы ищете инвесторов, чтобы внедрить разработку в жизнь?

- На первом месте для нас создание самой технологии. Но найти инвестора и внедрить разработку в жизнь, получив реальный результат всей этой деятельности, было бы хорошо. Чтобы идеи не остались на бумаге.  Мы уже написали два патента - один находится на экспертизе в Москве, другой готов к отправке на согласование.

Дом изобретателя

-  Чем занимаются изобретатели в обычной жизни?

- Основная моя деятельность – работа на заводе. Я главный специалист по теплотехнике на металлургическом предприятии. У меня взрослая дочь. Когда дочь поступила в университет, я исполнила свою давнюю мечту – поступила в аспирантуру. Дважды пыталась это сделать, но неудачно.  А на третий раз получилось. Мне порекомендовали  научного руководителя, я  успешно сдала экзамены и оказалась в приказе на зачисление в аспирантуру. Профиль моего научного руководителя – композиционные материалы. Мы стали обсуждать, какой темой можно было бы заняться. Работая на заводе, где оборудование находится под воздействием высоких температур, я понимала актуальность создания защитных щитов для него. Так родилась идея и тема моей будущей кандидатской диссертации.

- На вашем предприятии пригодится эта разработка?

-  Да, это было бы актуально. Но вопрос о том, чтобы применить это на заводе, я не поднимала.

- Был ли у вас  в прошлом рационализаторский опыт?

- На нашем предприятии воплотили в жизнь два моих рацпредложения. Оба  связаны с экономией топлива. На заводе экономия – главная движущая сила.

- Проявляется ли тяга к экспериментам в домашней жизни?

- Да,  тяга к экспериментам у меня во всём. Дома предпочитаю всё творить сама. Например,  чтобы было удобно поливать комнатные растения, сделала нечто вроде клумбы из декоративного кирпича. Шью, строю - ваяю красоту своими руками.

- О чём вы мечтаете?

- Завершить работы по официальному принятию всех документов, получить патенты, провести все нужные испытания, чтобы наш материал вышел в массовое производство.