Цементная промышленность отвечает примерно за 8% мировых выбросов CO₂, главным образом из-за производства портландцемента — материала, получаемого путем помола цементного клинкера с гипсом и добавками. В поисках более экологичной альтернативы ученые сосредоточились на геополимерах — материалах из природных алюмосиликатов с низким углеродным следом, подходящих для неконструкционных элементов.

Специалисты из Высшей политехнической школы Литораля (Эквадор) и Университета Буэнос-Айреса (Аргентина) создали новый композит на основе эквадорского цеолита, усиленного хитозаном — биополимером, получаемым из панцирей креветок. Исследование опубликовано в журнале Construction and Building Materials.

Хитозан биоразлагаем и обладает антибактериальными свойствами. Его синтезировали контролируемым химическим методом, используя отходы креветочной промышленности, что способствует переработке агропромышленных побочных продуктов. Добавляя хитозан в геополимерные матрицы в малых количествах (0,075–0,2% от массы), ученые выявили улучшение прочности на сжатие до 67% — с 2,1 МПа до 3,51 МПа. Хотя этот показатель ниже, чем у обычного бетона, материал подходит для панелей, облицовки и плитки.

Кроме того, новый геополимер показал выраженную антибактериальную активность против Klebsiella aerogenes и Staphylococcus aureus — бактерий, вызывающих внутрибольничные инфекции. Микроскопический анализ подтвердил, что умеренное содержание хитозана улучшает микроструктуру и сцепление матрицы, тогда как избыток биополимера приводит к агломерации и снижению механических свойств.

Разработка способствует развитию экономики замкнутого цикла: использование местного цеолита сокращает импорт, а переработка креветочных отходов уменьшает экологическую нагрузку. В будущем такие композиты могут стать частью национальных программ устойчивого строительства, помогая бороться с изменением климата и улучшать здоровье населения.