Инновации в стекольной промышленности: СФУ использует отходы горнодобывающей отрасли для создания прочного стекла

Группа исследователей из Сибирского федерального университета (СФУ) смогла разработать высокопрочное стекло, используя отходы горнодобывающей промышленности, что открывает новые горизонты для строительства и космических технологий. Замена традиционных чистых химикатов в процессе производства обуславливает снижение стоимости конечного продукта. Результаты данного исследования опубликованы в “Журнале СФУ. Химия”.

Стекло представляет собой материал с неупорядоченной химической структурой, в отличие от кристаллических минералов. Например, в обычных оконных стеклах отсутствуют кристаллы, что делает их более хрупкими. В строительной отрасли, а также при производстве кораблей, ракет и самолетов применяются стеклокристаллические материалы (ситаллы), которые обладают большей прочностью и устойчивостью к износу. Улучшенные характеристики этих материалов достигаются за счет частичного кристаллизования аморфного расплава, что придаёт ему дополнительную прочность.

Исследователи СФУ, совместно с Институтом космических технологий КНЦ СО РАН, предложили использовать отходы горнодобывающей отрасли, вместо очищенных реагентов для создания стеклокристаллических материалов. Такой подход позволил не только производить качественные материалы, но и снизил энергозатраты на плавление благодаря снижению температуры, необходимой для спекания веществ.

Как указано в публикации, в ходе лабораторных экспериментов был получен материал, пропускающий видимое и инфракрасное излучение, что может быть применимо для создания посуды в химическом анализе. В качестве сырья были использованы породы, содержащие известняк и дунит – минерал, который активно используется для строительства банных печей. Этот минерал обычно встречается в черном или темно-зеленом цвете, который теряется в процессе переработки стекла.

Ключевым преимуществом технологии является возможность регулирования химического состава расплава, что позволяет выделять красящие металлические окислы в металлическую фазу во время восстановительного плавления, как отмечается в публикации.