НАНОТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ – С НОВОСТНЫХ ЛЕНТ

Над исследованием и разработкой нанодобавок, позволяющих улучшить свойства существующих материалов, в том числе в строительной области, работают во всем мире. Объектом модифицирования являются самые разные материалы: металлы, керамика, стекло, цемент, бетон и даже древесина.
Именно технология получения нанокомпозита древесина — одно из последних открытий. Этот материал получают следующим образом: пропитку и обработку природным полисахаридом производят прямо во время вакуумной сушки сибирской лиственницы. Соединения полисахарида с нерастворимыми наноразмерными частицами серебра, золота и другими элементами легко растворяются в воде, которая свободно проникает в микро и макропоры древесины и «проносит» с собой нерастворимые наноматериалы, которые и придают лиственнице заданные качества. Нанокомпозит древесины сохраняет в себе положительные свойства обычного материала (экологичность, технологичность, прочность, эстетичность) и одновременно получает новые, такие как 1-я категория огнезащиты, грибостойкость, он перестает впитывать воду, получает более высокую плотность, дольше служит.
Высокотехнологичные конструкционные материалы благодаря включению различных нанодобавок – нанопорошки, нанотрубки и др. — улучшают оптические и тепловые качества, повышают их долговечность, прочность, изменяют весовые параметры. Одна из недавних разработок связана с заданием свойства самоочищаемости. Поверхность объекта в результате обработки диоксидом титана приобретает способность сопротивляться внешним воздействиям – наночастицы не позволяют проникать загрязнениям в структуру объекта. Такую технологию, названную Эффект лотоса, использовали при строительстве Национального центра исполнительных искусств в Пекине, церкви Dives in Misericordia в Риме и др.
Другое направление — «самозалечивающиеся» структуры, когда благодаря нанодобавкам ликвидируются возникающие на поверхности дефекты. Например, такой материал, созданный в Иллинойском университете, представляет полимер, в который вкраплено множество сферических полиуретановых микрокапсул диаметром от десяти до ста микрометров. При повреждении какого-то участка покрытия, соседние микропузырьки лопаются и высвобождают содержимое, а специальный заглаживающий состав и катализатор приступают к совместной работе и восстанавливают первоначальную целостность слоя. Это технология уже используется в производстве лакокрасочных материалов.
Не каждое открытие является безусловным благом. Время от времени возникают вопросы: не принесет ли очередная «панацея» вреда? Это касается и нанотехнологий, используемых в том числе в архитектуре и строительстве.
Главная опасность, исходящая от наночастиц – обратная сторона их ключевого преимущества, т.е. размеров. Наноэлементы легко проникают повсюду, иногда непредсказуемо изменяя состав и функции «реципиента», подчас даже разрушая и уничтожая последнего. В качестве такого «реципиента» может оказаться и биологический организм. В Московском институте нанотехнологий разработали необычный метод сноса зданий. Достаточно в бетонном здании распылить раствор, содержащий нанобактерии, питающиеся исключительно цементом, чтобы через одну-две недели получить на его месте груду щебня, песка и арматуры. Выведены также и нанобактерии, питающиеся кирпичом.
С одной стороны, такой метод позволяет сэкономить материальные ресурсы и человеческие силы, а с другой – достаточно трудно предугадать, как поведут себя нанобактерии после выполнения своей разрушительной миссии.
Несколько слов о намечающихся потенциальных возможностях. Американский исследователь Пол Ротмунд уже несколько лет конструирует ДНК-оригами и утверждает, что из нитей ДНК можно создавать искусственные нанообъекты разной степени сложности. Причем, кодируя нити ДНК, этим нанообъектам и наноэлементам можно задавать определенные свойства.
Предполагается, что из таких нанообъектов со временем можно будет выращивать достаточно крупные объемы, по существу – монолиты. Пока трудно представить себе использование этой технологии в обыденном строительстве, но эксперименты продолжаются.
Понятно, что достичь значимых результатов можно только в том случае, если имеется хорошая база — научно-исследовательская, материально-техническая, правовая. В прошлом году центром российских наноисследований был признан Московский государственный строительный институт, на базе которого была открыта специальная кафедра. Над созданием единого терминологического аппарата работает Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности. Делаются шаги на пути к созданию технического комитета по стандартизации нанотехнологий и наноматериалов. С целью внедрения и применения новейших разработок федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии пересматривает нормативные документы, совершенствуя ГОСТы.
Правительство формирует нормативно-правовую базу, стремится создать условия для роста внутреннего спроса на рынке отечественных наноразработок — на это нацелены федеральная целевая программа «Развитие нанотехнологичной инфраструктуры» и программа развития наноиндустрии до 2015 г.
Проблема угроз и рисков, которые может повлечь за собой использование нанотехнологий, является объектом рассмотрения в методических рекомендациях «Выявление наноматериалов, представляющих потенциальную опасность для здоровья человека».
Резюмируя, вынужденно воспроизводим сентенцию из нашего прошлогоднего отчета: нанопрорыва пока не наблюдается.