Морские водоросли как строительный материал будущего

Обычные морские водоросли, которые скапливаются на тропических пляжах, могут стать основой для создания экологически чистого бетона и других строительных материалов.

Проблема саргассовых водорослей

Раньше саргассум спокойно дрейфовал в Саргассовом море, но сегодня он заполняет пляжи от Бразилии до Карибского бассейна, образуя зловонные и токсичные скопления. При разложении эти водоросли выделяют аммиак и метан, превращая райские пляжи в зону экологической опасности.

Это наносит вред туризму, рыболовству и морской экосистеме. Большинство собранных водорослей просто сваливают на полигоны — без переработки и повторного использования.

Поиск решений

Учёные и инженеры по всему миру давно ищут способы превратить отходы в полезные материалы. Морские водоросли стали одной из главных мишеней для исследований. Так, в 2020 году удалось разработать технологию превращения отходов водорослей в биотопливо и удобрения. А в 2022 году специалисты Индийского технологического института создали звукоизоляционные мембраны на основе водорослей.

Новые исследования

Недавно в журнале Journal of Materials in Civil Engineering была опубликована работа, которая показала, что саргассум можно использовать для производства экологичных строительных блоков. Исследователи выяснили, что добавление водорослей в керамическую глину делает её легче, экологичнее и улучшает теплоизоляционные свойства.

Такие материалы можно применять в бетоне для снижения веса, в плитах для улучшения теплоизоляции и даже в садоводстве.

Как проходили эксперименты

Перед строительными испытаниями учёные тщательно изучили сырьё. Они смешали глину с саргассумом в разных концентрациях: 0%, 20% и 40%. Заготовки формировали методом экструзии и обжигали при температурах 800, 900 и 1000 °C в традиционных и микроволновых печах.

Затем образцы проверяли на усадку, водопоглощение, пористость, плотность и прочность. Дополнительно оценивалось влияние на окружающую среду с помощью анализа жизненного цикла (LCA).

Читайте на LifeGlobe.net: Японский мох маримо — чудо-шарики

Результаты

Добавление саргассума, особенно в концентрации 40%, делало глину значительно легче. Однако только образцы, обожжённые в микроволновых печах, показали необходимую прочность на всех температурах благодаря лучшей плотности и более однородной структуре.

Анализ жизненного цикла показал: материалы с саргассумом оказывают меньшее негативное воздействие на природу по сравнению с традиционной вспученной глиной. Учёные пришли к выводу, что микроволновая обработка саргассум-глины — это не просто возможный вариант, а действительно эффективный способ переработки водорослей, заполняющих тропические побережья.

Исследователи также протестировали использование саргассума в древесно-стружечных плитах для мебели и строительства, а также в фиброцементных плитках, где известняк заменяли золой водорослей.

По словам профессора Жоау Адриано Россиньоло из Университета Сан-Паулу, результаты превзошли ожидания: в плитах удалось использовать до 30% саргассума, а известняк полностью заменить его золой без ущерба качеству и долговечности. Более того, такие материалы соответствовали стандартам и обладали повышенной механической прочностью.

Значение открытия

Использование морских водорослей в строительстве позволяет снизить потребление природных ресурсов, повысить энергоэффективность и одновременно решить проблему загрязнения пляжей. Эта инновация может стать одним из ключевых шагов к созданию устойчивых и экологичных городов будущего.