Zespół kierowany przez prof. Janusza Mikułę stworzył tzw. geopolimer o wyjątkowych właściwościach. Materiał jest tani w produkcji, wytrzymały na trudne warunki atmosferyczne, a do tego pochłania wilgoć i zapachy.

Jako baza dla krakowskiego geopolimeru, nazywanego potocznie sztucznym kamieniem, posłużył tuf wulkaniczny występujący w okolicach wsi Filipowice pod Krakowem. - To lekki kamień pochodzenia wulkanicznego, który ze względu na łatwość obróbki i dobre właściwości termoizolacyjne wykorzystywany był dawniej do celów budowlanych. W Krakowie istnieje nawet kilka budynków wzniesionych z tego materiału - mówi prof. Janusz Mikuła.

Żeby z filipowickiego tufu powstał nowy polimer, badacze poddali go obróbce fizycznej i chemicznej. Kamień został najpierw wyżarzony w temperaturze nieco poniżej 100 stopni, a następnie zmielony na pył. Z pyłu z dodatkiem odpowiednich substancji (m.in.

wodorotlenku potasu i sodu) sporządzono roztwór alkaliczny, w którym nastąpił proces polikondensacji, czyli tworzenia się łańcuchów cząsteczek. Proporcje dodatków są unikatowym opracowaniem naukowców Politechniki. Następnie badacze wlali zgęstniały roztwór do przygotowanych form, które nadały mu pożądane kształty.

Tak powstały prototypowe cegły, bloki i płyty. Krakowianie wyprodukowali nawet geopolimerowe popiersie patrona uczelni Tadeusza Kościuszki. - Nasz geopolimer ma bardzo wysoką wytrzymałość mechaniczną i termiczną (rzędu 1000 stopni). Jest ponadto odporny na działanie kwasów oraz chlorków i siarczanów, a także na mróz przekraczający minus 50 stopni. Jest też wytrzymały na ścieranie - zachwala prof. Mikuła. Przy tych wszystkich zaletach koszt produkcji sztucznego kamienia z Politechniki Krakowskiej można porównać do standardowych wydatków na produkcję tradycyjnych betonów. Wynaleziony w Krakowie materiał ma jeszcze jedną przewagę - niską szkodliwość dla środowiska.

Szacuje się, że synteza geopolimerów jest dwukrotnie mniej energochłonna niż np. produkcja cementu portlandzkiego. W jej trakcie wydziela się do ośmiu razy mniej dwutlenku węgla, co może istotnie zmniejszyć obciążenia środowiska. Wykorzystując geopolimer można produkować m.in. okładziny budynków, materiały izolacyjne, pokrycia antykorozyjne, materiały ognioodporne, kompozyty do zaawansowanych zastosowań (np. dla konstrukcji lotniczych) czy szeroko pojętą galanterię budowlaną. Oprócz typowych elementów budowlanych można również wytwarzać powłoki geopolimerowe na powierzchniach takich materiałów jak beton, stal, ceramika i drewno. Powłoki te również charakteryzują się wysoką odpornością na temperaturę, ścieranie i warunki atmosferyczne.

- Na ścianie w pomieszczeniu mieszkalnym to zaledwie kilkumilimetrowa warstwa syntetycznego kamienia, której struktura może być zaprojektowana tak, by regulowała wilgotność i wiązała nieprzyjemne zapachy. Geopolimer może pochłaniać wilgoć, a następnie zwracać ją do pomieszczenia - wyjaśnia prof. Mikuła.

Krakowski wynalazek ma duży potencjał komercyjny. Złoża tufu koło Filipowic są pokaźne, a proces wytwarzania geopolimerów nie jest drogi ani skomplikowany. Da się z powodzeniem użyć urządzeń stosowanych do produkcji zwykłego betonu w istniejących zakładach. Cenny wynalazek zgłoszono do ochrony patentowej, trwają też rozmowy z międzynarodowym koncernem budowlanym na temat rozpoczęcia produkcji.

To niejedyny zresztą sposób wykorzystania krakowskich geopolimerów. Rozpoczęto prace nad zastosowaniem ich do oczyszczania wody i powietrza, a także stworzenia antykorozyjnych lakierów.

Źródło: Dziennik Polski, AIP