Дэлхийн улс орнуудын лабораториудад барилгын шинэ төрлийн материал гарган авах судалгааны ажлыг идэвхийлэн гүйцэтгэж байна. Эдгээр судалгааны ажлын үр дүнгийн цөөнх хэсгийг жижиг үйлдвэрлэлийн туршилтад оруулдаг бол маш бага хэсгийг зах зээлийн эргэлтэд оруулах хэмжээнд боловсруулан гаргадаг байна.

Өнөөгийн байдлаар судалгааны түвшинд явагдаж байгаа боловч 5-10 жилийн дараа зах зээлд нэвтрэх боломжтой судалгааны ажлуудын тухай та бүхэндээ танилцуулж байна.

“СУПЕР МАТЕРИАЛ”

АНУ-ын Массачусетсийн технологийн институтийн (МТИ) эрдэмтэн судлаачид хуванцараас хөнгөн боловч ган шиг бат бэх шинэ материал гарган авсан байна.  МТИ-ын эрдэмтэн төслийн удирдагч Ж.Бүйлер хэлэхдээ, “Бид анх удаа хоёр хэмжээст графенийг гурван хэмжээст графен рүү шилжүүлж чадсан” гэлээ.

Графенийг анх 2004 онд нээсний дараа түүнийг гайхамшигтай материал хэмээн нэрлэж байсан боловч түүний тун ярвигтай хоёр хэмжээст бүтцээс болж практикт хэрэглэх материал гарган авах туршилтууд бүтэлгүйтэж байсан байна. Харин графений гайхмашигт чанар нь түүний ямар атомыг ашигласан гэдэгт биш ямар бүтэцтэйг нь хэрэглэх вэ гэдэгт оршиж байсан байжээ. 

Графений загвар

Графенийг барилгын материалд ашигласнаар бат бэх өндөртэй, маш хөнгөн бөгөөд галд тэсвэртэй “супер материал” бий болох юм. АНУ-ын Тройн Ренсселеар политехникийн институтын эрдэмтэд нэг миллиметрийг 10 хуваасантай тэнцэх хэмжээтэй зузаантай утсархаг графен материал гарган авсан бөгөөд түүний галд тэсвэрлэх чадвар нь 1,800˚С бөгөөд суналтын бат бэх нь 1,000 МПа байсан нь орчин үеийн ямар ч ган хайлшны бат бэхээс өндөр байгаа юм. 

Бетон хольцод графен нэмэлт хэрэглэснээр түүний шахалтын бат бэх 85, гулзайлтын бат бэх 45 хувиар өсдөг бол ус шингээлтийг 250 хувь бууруулснаар ан цав үүсэлтийг мөн эрс багасгадаг байна. Энэ нь мөн хүйтэнд тэсвэрлэлт нь сайжирна гэсэн үг юм.

“ӨӨРӨӨ ӨӨРИЙГӨӨ ЗАСДАГ БЕТОН”

Зам, барилгын ажлын ихэнх хувийг засварын ажил эзэлдэг бөгөөд эдгээр нь ихэнхдээ бетонд ан цав үүссэнтэй холбоотойгоор их хэмжээний зардал дагуулдаг.
Тэгвэл Делфтийн их сургуулийн эрдэмтэн, микробиологич Хенк Жонкерс “биобетон” гарган авсан байна. Тэрбээр бетон зуурмагт тусгай бактериудыг нэмж өгсөнөөр өөрөө өөрийгөө засдаг бетон гарган авчээ. 

Эдгээр бактериуд нь 200 хүртэл жил бетонд оршин тогтнох чадвартай бөгөөд харин бетонд ан цав үүсэн ус нэвтэрч орсоноор идэвхижиж шохойн чулуу ялгаруулснаар бетонд үүссэн ан цавыг дүүргэх ажээ.
 
Бетонд үүссэн ан цавыг бактерууд эмчилнэ (видео бичлэгээ авсан link нь https://blog.allplan.com/de/5-innovative-baustoffe)

Үүний тулд бактерийг азот, фосфор, лактат кальцийн хамт хольсон шавран шахмалд хийх ба бактерууд нь түүнийг шохойн чулуу болгож хувиргадаг байна. Тэдгээр бактери нь хоёр мм өргөн ан цавыг гурван долоо хоногийн дотор 0,8 мм хүртэл багасгасан бөгөөд харин ан цавын урт хэдэн ч метр байж болох аж.

“НАНО-ДУЛААН ТУСГААРЛАХ МАТЕРИАЛ”

Дулаан тусгаарлах материал нь өвлийн хүйтэнд дулаан байлгах харин зуны халуунд сэрүүн байлгах үүрэгтэй байдаг. Өнөө үед хэрэглэж байгаа ихэнх дулаан тусгаарлах материал нь полистирол, полиэстр, полиуретан болон эрдэс хөвөн болон маалинга хүртэл өргөн хүрээтэй байдаг.

Тэгвэл ХБНГУ-ын Нюрнбергийн техникийн их сургуулийн эрдэмтэд тусгай бүтэц бүхий нано утсархаг дулаан тусгаарлах материал гарган авсан байна. Энэхүү нано утсархаг материалын диаметр нь 500  нанометр байсан бөгөөд полистиролын хаягдал болон байгалийн гаралтай СО2 ялгаруулдаггүй түүхий эд ашигласан байна.

Нано хэмжээст утсархаг материал ба түүнийг тоосгонд хэрэглэсэн байдал

Нано утсархаг материалыг ханын бүтээцэд буюу жишээ нь тоосгон хананд оруулан өгсөнөөр тоосгоны дулаан дамжуулалтыг 50 хувь хүртэл бууруулсан байна. Өөрөөр хэлбэл, дулаан тусгаарлалтыг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн гэсэн үг юм.

Учир нь сүрэл нь орон нутагт олдоц ихтэй, сүрлэн багц гарган авахад шаардлагатай эрчим хүчний хэмжээ маш бага бөгөөд дулаан болон дуу тусгаарладаг зэрэг эрчим хүчний хэмнэлттэй ногоон барилгын материал аж. 

Сүрлэн байшин 

Үүний зэрэгцээ шохой болон шаврын зуурмагаар өнгөлдөг тул барилгын агаар сэлгэлт сайн явагдаж мөөгөнцөр үүсдэггүй байна. Иймээс нэг болон хоёр айлын сууц бариад зогсохгүй хэд хэдэн давхар оффисын барилга, хүүхдийн цэцэрлэг, сургууль болон үйлдвэрлийн барилгыг сүрлээр барьдаг болжээ. Эдгээрээс үзэхэд бид инновацийн шинэ бүтээгдэхүүний судалгааг гүйцэтгэхээс гадна мөн хуучин альтернатив материалын судалгааг шинэ түвшинд хийх шаардлагатай юм байна гэсэн дүгнэлтэд хүрлээ.

Доктор (Ph.D), Монгол Улсын Зөвлөх инженер Г.Саран, ШУТИС-ийн Материал судлалын төвийн захирал
Магистр, Монгол Улсын мэргэшсэн инженер Р.Долгоржав, ШУТИС-ийн химийн инженерчлэлийн салбарын багш