Цементная промышленность ответственна за около 8% мировых выбросов CO₂, главным образом из-за производства портландцемента. Этот материал получают путем измельчения цементного клинкера, гипса и добавок и широко используют в строительстве. В поисках экологичных заменителей ученые обратились к геополимерам — материалам на основе щелочной активации природных алюмосиликатов, обладающим меньшим углеродным следом и подходящим для неконструкционных элементов.

Группа исследователей из Высшей политехнической школы Литораля (Эквадор) и Университета Буэнос-Айреса (Аргентина) разработала новый композит, базирующийся на эквадорском цеолите, усиленном хитозаном — биополимером, получаемым из отходов переработки креветочных панцирей. Работа опубликована в журнале Construction and Building Materials.

Хитозан, обладая биоразлагаемостью и антибактериальными свойствами, синтезировался с помощью контролируемого химического процесса, что позволило эффективно использовать промышленные отходы. Добавление хитозана в геополимерные матрицы в концентрациях от 0,075% до 0,2% значительно увеличило прочность на сжатие — до 3,51 МПа, что на 67% выше исходного показателя. Хотя этот уровень ниже прочности традиционного бетона, материал подходит для панелей, облицовки и архитектурных элементов без несущих функций.

Кроме того, новые геополимеры проявили антибактериальную активность против Klebsiella aerogenes и Staphylococcus aureus — бактерий, часто вызывающих внутрибольничные инфекции. Микроскопия показала, что при умеренном содержании хитозан улучшает микроструктуру и сцепление матрицы, тогда как избыточное количество уменьшает механическую эффективность из-за агломерации.

Разработка способствует развитию экономики замкнутого цикла: использование местного цеолита снижает импортозависимость, а применение креветочных отходов уменьшает экологическую нагрузку. В перспективе этот композит может стать частью национальных стратегий устойчивого строительства, помогая бороться с изменением климата и улучшать общественное здоровье.