Современные российские города быстро трансформируются, стремясь сделать городскую инфраструктуру более удобной, экологичной и безопасной для жителей. В этом направлении особенно выделяются разработки ученых Пермского Национального Исследовательского Политехнического Университета (ПНИПУ) и, в частности, инновационные исследования Ксении Шамановой, которые открывают перед строительной отраслью новые перспективы.
Передовые технологии для городских пространств
В городах особое внимание уделяют созданию функциональных зон: велосипедных и пешеходных дорожек, велопарковок, транспортных полос. Такие территории интенсивно используются ежедневно, поэтому при их обустройстве крайне важно применять материалы, отвечающие современным требованиям безопасности, комфорта и долговечности.
Часто для покрытия подобных зон применяются инновационные дренажные смеси. Их главная функция – предотвращение застоя воды, луж и образования наледи за счёт эффективного проникновения влаги сквозь структуру покрытия. Таким образом удаётся сохранить поверхность сухой, устойчивой к износу и разрушительным погодным воздействиям.
Люминофоры — источник света без электричества
Последняя тенденция в оформлении дорожных покрытий — применение особых веществ, которые способны аккумулировать свет днем и отдавать его ночью. Речь идет о люминофорах — материалах, которые накапливают световую энергию, а затем медленно её высвобождают в виде свечения. Эти технологии можно встретить уже сегодня на дорожках, парковках, в общественных пространствах, обеспечивая дополнительную безопасность на дорогах в темное время суток.
Обычно такие покрытия включают в себя несколько компонентов: окрашенный гравий или кварцевый песок, люминофоры и специальные полиуретановые смолы. Важно, чтобы компоненты были подобраны так, чтобы люминофоры прочно удерживались внутри смеси, не разрушались под действием осадков, не вымывались дождями и не теряли своих светящихся свойств под воздействием солнца и суровых температур.
Разработка команды ПНИПУ: научный подход и практичность
Исследовательская группа Пермского Политеха, вдохновленная заботой о жителях мегаполисов, взялась за изучение различных составов люминесцентных покрытий, чтобы создать продукт, который будет не только долговечным, но и максимально функциональным. В лаборатории университета специалисты использовали речной гравий фракции 3-10 миллиметров, покрытый прочной и быстро высыхающей эмалью с определённым количеством люминофора.
Эксперименты проводились с особой тщательностью: зерна тщательно окрашивали в смесителе, затем высушивали при стандартных температурных условиях. Особое внимание уделялось времени высыхания, прочности сцепления компонентов и результатам тестирования покрытия на износ, водопроницаемость, устойчивость к агрессивному ультрафиолету.
Лидер экспериментов — состав №5
Ключевым элементом работы стала задача подобрать такое соотношение компонентов, чтобы они максимально надежно соединялись и обеспечивали устойчивое долгосрочное свечение. Как отметила Ксения Шаманова, старший преподаватель кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ, лучшие характеристики продемонстрировал состав под номером пять. Этот состав содержит 1 кг гравия, 50 г эмали и 2,2 г люминофора — комбинация, обеспечивающая максимально высокую интенсивность свечения. Интенсивность достигала трёх баллов — этот показатель считается минимально необходимым для безопасных дорожных покрытий.
Испытания показали, что такое дорожное покрытие к тому же отличается высокой прочностью, стойкостью к износу и способностью сохранять свои свойства даже при частых сменах погодных условий, что немаловажно для российских широт.
Впечатляющие преимущества новинки и перспективы внедрения
Главное преимущество усовершенствованного покрытия заключается в увеличенном сроке службы: оно способно сохранять свои функциональные и декоративные качества до пяти лет, что почти вдвое превышает срок эксплуатации большинства аналогов на рынке. Это достигается благодаря повышенному коэффициенту сцепления между люминофором и гравием, что делает покрытие устойчивым даже при интенсивной эксплуатации и воздействии осадков.
Кроме того, усовершенствованный состав не нуждается в дополнительном питании электричеством. В течение дня он заряжается от естественного или искусственного света, а ночью освещает окружающее пространство, делая прогулки и поездки по дорожкам более безопасными и приятными. Такое решение особенно ценно для городских парков, придомовых территорий, велодорожек и даже зон вокруг образовательных учреждений.
Положительные перспективы развития и доступность технологии
Разработка команды учёных ПНИПУ под руководством Ксении Шамановой уже сегодня может стать незаменимым элементом для улучшения качества жизни горожан. В ближайших планах — оптимизация стоимости компонентов, что позволит сделать инновационное покрытие широко доступным для массового применения во всех регионах страны. В долгосрочной перспективе предполагается адаптировать эту технологию с учётом разных климатических особенностей и запросов муниципалитетов.
Работа Пермского Политеха и лично Ксении Шамановой является ярким примером того, как результативно может работать синергия науки и практики. Их исследования не только решают актуальные задачи безопасности и комфорта в городской среде, но и открывают перед российскими городами новые горизонты для экологичного и технологичного развития.
Источник: naked-science.ru
