Цементная промышленность отвечает за около 8% мировых выбросов CO₂, главным источником которых является производство портландцемента. В поисках более экологичных альтернатив учёные обратились к геополимерам — материалам на основе природных алюмосиликатов, активируемых щёлочами, обладающим меньшим углеродным следом и пригодным для неконструктивного применения.

Исследователи из Высшей политехнической школы Литораля в Эквадоре совместно с Университетом Буэнос-Айреса создали новый композит, в основе которого натуральный цеолит из Эквадора, усиленный хитозаном — биополимером, получаемым из отходов панцирей креветок. Статья с результатами опубликована в журнале Construction and Building Materials.

Хитозан обладает биоразлагаемыми и антибактериальными свойствами. Его синтезировали химическим методом с использованием креветочных отходов, что способствует вторичной переработке агропромышленных побочных продуктов. В геополимерную матрицу добавляли хитозан в концентрациях от 0,075% до 0,2%. Испытания показали, что прочность на сжатие увеличилась до 3,51 МПа — на 67% выше исходного материала. Хотя это меньше, чем у обычного бетона, новый композит подходит для панелей, облицовочных плит и ненесущих элементов.

Кроме того, материал демонстрирует высокую антибактериальную активность против Klebsiella aerogenes и Staphylococcus aureus — бактерий, вызывающих внутрибольничные инфекции. Микроскопический анализ выявил улучшение микроструктуры и сцепления матрицы при умеренном содержании хитозана; избыточное количество приводит к ухудшению механических свойств из-за агломерации.

Разработка способствует концепции экономики замкнутого цикла: использование местного цеолита снижает зависимость от импорта, а применение отходов креветочной промышленности уменьшает экологический след. В будущем такие геополимеры могут стать частью стратегий устойчивого строительства, помогая бороться с изменением климата и улучшать общественное здоровье.