Цементная отрасль отвечает за около 8% мировых выбросов CO₂, в основном из-за производства портландцемента. Этот вид цемента получают путём измельчения клинкера, гипса и добавок и широко используют в строительстве. В поисках экологичных альтернатив исследователи обратились к геополимерам — материалам на основе природных алюмосиликатов, активируемых щёлочью, обладающим меньшим углеродным следом и пригодным для неконструкционных изделий.
Группа учёных из Эквадора и Аргентины создала новый композит, использующий эквадорский цеолит, армированный хитозаном — биополимером из отходов креветочных панцирей. Хитозан биоразлагаем и антибактериален, его синтезировали контролируемым химическим способом, давая вторую жизнь агропромышленным отходам.
Добавление хитозана в геополимер в концентрациях от 0,075% до 0,2% улучшило прочность на сжатие на 67% — с 2,1 до 3,51 МПа, что подходит для панелей и облицовочных материалов. Кроме того, композит проявил антибактериальную активность против Klebsiella aerogenes и Staphylococcus aureus, бактерий, вызывающих внутрибольничные инфекции. Исследования показали, что при умеренном содержании хитозан улучшает микроструктуру и сцепление матрицы, тогда как избыток снижает прочность из-за агломерации.
Данный материал способствует развитию экономики замкнутого цикла: использование местных цеолитов уменьшает импорт, а утилизация креветочных отходов снижает экологическую нагрузку. В будущем такие геополимеры могут стать частью национальных программ устойчивого строительства, помогая бороться с изменением климата и улучшать здоровье населения.