Исследовательской группой National Laboratory Astana Назарбаев Университета разрабатываются эффективные технологии направленного синтеза супергидрофобных материалов с антигололедными свойствами и модификации поверхности с целью придания материалам различных функциональных свойств.
Целью исследования является изучение взаимосвязи между структурой материала и механическими свойствами добавки на основе дорожного асфальта. Учёные уверены, что это фундаментальное понимание приведет к улучшению качества дорог Казахстана и массовому получению супергидрофобных антигололедных материалов для внедрения в дорожной промышленности.
Научная новизна проекта заключается в разработке недорогих технологий направленного синтеза супергидрофобных материалов с антигололедными свойствами и модификации поверхности с целью придания материалам различных функциональных свойств.
Область применения – получение строительных материалов, которые могут быть использованы для гидроизоляции зданий, покрытия кровли и фасадов зданий, создания гидрофобного бетона и как анти-гололедное покрытие дорог и тротуаров.
Среди новых стратегий зимнего обслуживания дорог супергидрофобные покрытия (SHC) выделяются своей способностью снижать адгезию льда к поверхности покрытия за счёт создания ультраотталкивающих поверхностей с пониженной поверхностной энергией, что минимизирует образование ледяных связей. Благодаря этому снижается необходимость в частом и интенсивном применении противообледенительных реагентов и механических методов очистки.
По сравнению с традиционными подходами, супергидрофобные покрытия обладают рядом преимуществ: увеличенным сроком службы, меньшим воздействием на окружающую среду и сниженной потребностью в обслуживании дорожной инфраструктуры.
Учёными разработана простая и экономически эффективная методика повышения долговечности и функциональности цементных материалов с использованием ZnO/STA-супер-гидрофобных покрытий. Изготовленные образцы продемонстрировали выдающуюся водоотталкивающую способность, самоочистку и противообледенительные свойства по сравнению с необработанными цементными поверхностями.
Это одна из первых работ, в которой проведена оценка супер-гидрофобных цементных плит в реальных условиях на открытом воздухе, подтверждающая их долгосрочную гидрофобность и устойчивость к окружающей среде. Разработанный процесс нанесения покрытия прост и недорог, не требует сложных этапов, таких как термическая обработка при высоких температурах, плазменная обработка или химическое осаждение из паровой фазы, при этом обеспечивает отличную водостойкость и стабильность поверхности. Результаты указывают на высокий потенциал для масштабного и экономически оправданного применения в дорожном строительстве и инфраструктурных объектах.
Разработанные гидрофобные дорожные материалы прошли испытания и апробацию на предприятии ТОО «KazBitumService» (г. Павлодар), подтвердившие их долговечность и противообледенительные свойства в реальных условиях эксплуатации.
Научно-исследовательская работа «Создание перспективных супергидрофобных антигололёдных материалов для дорожного строительства»
Научный руководитель O.Тоқтарбайұлы, старший научный сотрудник, MD, PhD
