Наноматериалы представляют собой наноструктурированные материалы, размеры частиц которых находятся в диапазоне от 1 до 100 нанометров. Это невероятно маленький масштаб, который придает материалам уникальные физические и химические свойства. В строительстве наноматериалы становятся все более значимыми, предоставляя инженерам и строителям новые возможности для усовершенствования строительных материалов и технологий [1].
Нанотехнологии рассматриваются как «индустриальная революция XXI века», открывающая возможности для создания «суперматериалов» с заданными характеристиками. Хотя доля нанопродуктов, предназначенных непосредственно для строительства, на сегодняшний день относительно невелика, прогнозируется их широкое распространение в ближайшем будущем. Согласно оценкам, мировой рынок нанотехнологических строительных материалов демонстрирует устойчивый рост, причем на сегмент цемента и бетона приходится более 40 % от общего объема нанотехнологической продукции в строительстве [3].
В таблице 1 представим наиболее распространенные примеры строительных материалов.
Таблица 1
Распространенные примеры строительных материалов [2]
|
№ п/п |
Наименование |
Описание |
|
1 |
Нанобетон |
В состав вводят наночастицы (например, нанокремнезём или углеродные нанотрубки). Это заметно повышает прочность, стойкость к влаге, агрессивным средам и трещинам |
|
2 |
Самовосстанавливающийся бетон |
В состав добавляют микроорганизмы или химические вещества, которые активируются при появлении трещин и «заполняют» их, восстанавливая целостность материала [4] |
|
3 |
Прозрачная древесина |
Удаляют лигнин, а поры заполняют прозрачным полимером. Сочетает эстетику дерева и способность пропускать свет |
|
4 |
Композитные материалы |
Например, армированные полимеры (с углеродными или стеклянными волокнами). Они лёгкие, прочные, устойчивые к коррозии — перспективны для мостов, элементов фасадов |
|
5 |
Энергоэффективные решения |
Наноаэрогели (очень лёгкие, с низкой теплопроводностью) используют для утепления — это снижает теплопотери. Также есть нанопокрытия для стёкол: термохромные (меняют оттенок от температуры) или электрохромные (можно «включать» прозрачность кнопкой) |
|
6 |
3D-печать |
Позволяет создавать сложные конструкции прямо на месте, сокращая время и отходы строительства |
|
7 |
Экологичные материалы |
Активно развиваются решения на основе переработанного сырья (например, древесно-полимерный композит из переработанного древесного волокна и полимеров) |
Связь между современными строительными материалами и нанотехнологиями сейчас действительно очень тесная. Суть в том, что нанотехнологии позволяют «настроить» свойства привычных материалов на молекулярном уровне — и в результате мы получаем решения, которые раньше были немыслимы: здания служат дольше, экономят энергию, а некоторые элементы вообще «ухаживают» за собой.
Нанотехнологии представляют собой один из наиболее значимых векторов инновационного развития строительного материаловедения. Они открывают возможности для создания материалов с принципиально новыми свойствами — сверхпрочных, сверхдолговечных, энергоэффективных и экологически функциональных. Особый интерес представляют новейшие разработки в области углеродных квантовых точек, способных не только улучшить механические характеристики бетона, но и придать ему «интеллектуальные» функции, а также сыграть роль в стратегиях улавливания и утилизации углерода [5].
Однако реализация этого потенциала требует комплексного подхода, включающего не только дальнейшие фундаментальные и прикладные исследования, но и развитие экономических механизмов, нормативной базы и систем оценки безопасности. Переход от лабораторных образцов к промышленному производству наномодифицированных строительных материалов будет определять облик строительной отрасли в ближайшие десятилетия, способствуя созданию более устойчивой, безопасной и эффективной искусственной среды обитания.
Литература:
1. Гиниятова Ю. А., Пугин К. Г. Современные строительные материалы и технологии, развитие нанотехнологий в производстве строительных материалов: Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ» № 1 (58) Том 4 ЯНВАРЬ 2023 г. с. 264–268.
2. Инновационные строительные материалы — материалы бедующего URL: https://кдр.рус/blog/stati/sovremennye-stroitelnye-materialy/ (дата обращения: 03.07.2026)
3. Ляпидевская О. Б. Развитие строительных материалов и науки о материалах: новые горизонты в строительстве. — Системные технологии. — 2023. — № 4 (49). — С. 140–143.
4. Сайед Хемеда, Шоеб Ахмед, Мерват Халил, Ахмед Абд Эл Азиз. Механические характеристики реставрационных растворов на основе нано-модифицированной извести // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 66–74. DOI: https://doi.org/10.31659/0585–430X-2018–763–9–66–74
5. Ходжовов Р. М. Виды и свойства наноматериалов и их применение в строительстве / Ходжовов Р. М./ Международный научный журнал «Вестник науки» № 2 (71) Том 4. Февраль 2024 г. с. 331–334
