Ο τομέας των κατασκευών αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες πηγές εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Συνεπώς, η ανακάλυψη νέων υλικών και μεθόδων που μειώνουν αυτές τις εκπομπές, είναι ένας κρίσιμος στόχος.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Flinders ανέπτυξαν έναν νέο τύπο πολυμερούς, κατασκευασμένο από βιομηχανικά απόβλητα, το οποίο μπορεί να διαμορφωθεί σε οικοδομικά τούβλα που συνδέονται μεταξύ τους χωρίς τη χρήση κονιάματος.
Το σκυρόδεμα είναι ένα εξαιρετικά ευέλικτο υλικό, αλλά η παραγωγή τσιμέντου ευθύνεται για έως και το 8% όλων των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα που προκαλούνται από τον άνθρωπο. Αυτό το τεράστιο αποτύπωμα θα μπορούσε να μειωθεί με την εύρεση τρόπων ενσωμάτωσης αποβλήτων στην παραγωγή του, όπως π.χ ξύλο ή παλιά ελαστικά, χρησιμοποιώντας διαφορετικά συνδετικά υλικά ή εξ ολοκλήρου νέα, εναλλακτικά υλικά.
Η μελέτη διερευνά μια τέτοια εναλλακτική. Η ερευνητική ομάδα είχε κατασκευάσει στο παρελθόν πολυμερή, τα οποία περιείχαν ως επί το πλείστον θειούχα απόβλητα από βιομηχανικές διεργασίες, τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη δέσμευση της ρύπανσης από βαρέα μέταλλα ή για πιο βιώσιμα λιπάσματα. Τώρα, αυτά τα πολυμερή αναλαμβάνουν ρόλο δομικών στοιχείων φιλικών προς το περιβάλλον.
Το πολυμερές παράγεται με ανάμιξη θείου με ποικίλες αναλογίες ελαίου canola και δικυκλοπενταδιενίου (Dicyclopentadiene, DCPD). Το θείο και το DCPD είναι και τα δύο υποπροϊόντα της διύλισης πετρελαίου και θεωρούνται απόβλητα, ενώ το λάδι canola μπορεί να προέρχεται από μαγειρικά απόβλητα. Το πολυμερές θερμαίνεται, χυτεύεται και επεξεργάζεται θερμικά για να παραχθούν τούβλα, με την όλη διαδικασία να καταναλώνει πολύ λιγότερη ενέργεια από την παραγωγ ή τσιμέντου.
Αλλά το πραγματικά εντυπωσιακό είναι το πώς αυτά τα τούβλα συνδέονται μεταξύ τους, λειτουργώντας ουσιαστικά τα ίδια ως κονίαμα, χωρίς να χρειάζεται καμία άλλη συνδετική ουσία. Σε δοκιμές, τα συγκολλημένα τούβλα συμπεριφέρθηκαν σε δοκιμές διάτμησης καλύτερα από το αν είχε χρησιμοποιηθεί Superglue ως συνδετικό υλικό.
«Ένας καταλύτης αμίνης ψεκάζεται στην επιφάνεια», είπε ο καθηγητής Τζάστιν Τσάλκερ, συγγραφέας της μελέτης. «Ο καταλύτης αναγκάζει τους δεσμούς SS (θείο-θείο) στο τούβλο να αναδιατάσσονται και να συνδέουν τα δύο τούβλα μεταξύ τους. Ο καταλύτης χρειάζεται μόνο να ξεκινήσει την αντίδραση και εξατμίζεται από τα τούβλα μετά τη σύνδεση».
Η ομάδα λέει ότι τα πολυμερή τούβλα είναι επίσης ελαφριά, καθώς και ανθεκτικά στο νερό, το οξύ και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες, περισσότερο ακόμη και από τα συμβατικά τούβλα και το σκυρόδεμα. Σε άλλες δοκιμές, οι ερευνητές πρόσθεσαν ανθρακονήματα στο πολυμερές και διαπίστωσαν ότι τα τούβλα που προέκυψαν ήταν σχεδόν 16 φορές ανθεκτικότερα.
Ενώ απαιτείται περαιτέρω ανάπτυξη, η ομάδα των ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Flinders συνεργάζεται με την Clean Earth Technologies για την πραγματοποίηση δοκιμών αύξησης κλίμακας με στόχο την εμπορική αξιοποίηση των αποτελεσμάτων.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Macromolecular Chemistry and Physics.
