Ученые НИТУ «МИСиС» изобрели «Шелковый путь»

Ученые НИТУ «МИСиС» разработали технологию производства «самозалечивающихся» асфальто-бетонных материалов для дорожного покрытия. Уникальный состав, модифицированный углеродными нанотрубками, и новая технология ликвидации трещин дорожного полотна позволит сократить срок ремонта дорог с одной недели до нескольких часов. Разработчики анонсируют сокращение объемов затрат на дорожные ремонтно-строительные работы минимум в 3 раза. Технология была отмечена и одобрена экспертами International Transport Alliance (ITA), и стала первой международной разработкой, включенной в программу Альянса.

Новая технология, разработанная в НИТУ «МИСиС», исключает долгий и крайне неудобный для водителей метод замены верхнего защитного слоя дорожного полотна, требующий длительного перекрытия части трассы и создающий значительные заторы в автомобильном траффике. Метод предполагает использование инновационного состава «самозалечивающихся» асфальтобетоннных материалов, в котором в качестве модифицирующей добавки введены небольшие пропорции углеродных нанотрубок.

Токопроводящие углеродные многостенные нанотрубки «Таунит-М» обладают уникальными параметрами, определяющими их высокую индукционную восприимчивость: высокая удельная площадь поверхности (около 200м²/г) и внешний диаметр до 40 нанометров, обеспечивающие протяженность в 1 грамме трубок общей протяженностью выше 10 экваторов Земли или расстояние до Луны.

Введение и равномерное распределение нанотрубок в вязкой битумной среде является сложной технологической задачей, пока решенной и патентуемой только российскими специалистами.

В случае образования в асфальтобетоне микротрещин после температурных перепадов, столь характерных для российских широт, для «залечивания» трещин или выравнивания колеи применяется специальная мобильная установка высокочастотного- или сверхвысокочастотного излучения, быстро разогревающая слой покрытия, и катки, вновь уплотняющие покрытие, ликвидируя («залечивая») дефекты. На этом этапе углеродные нанотрубки выполняют роль индукционных «нанонагревателей», эффективно преобразующих энергию электромагнитного излучения в тепловую энергию для «размягчения» состава покрытия.

В настоящее время ряд университетов и технологических компаний Китая и Голландии также ведут разработки аналогичной технологии индукционного самозалечивания, в которой в качестве модифицирующей добавки используется металлическая фибра размером 05,-2,5 мм.

Однако, предлагаемое российскими разработками использование углеродных нанотрубок в этом качестве, увеличивает эффективность метода и существенно повышает технологичность производства работ, так как предполагает индукционный разогрев только тонкой битумной пленки, покрывающей каменные материалы, и не требует изменения состава асфальтобетонной смеси, необходимого в случае применения металлической фибры. Полевые испытания новой технологии планируются уже в строительном сезоне 2017 года на одном из дорожных объектов программы подготовки к «Чемпионату мира по футболу-2018».

«Важной для широкого внедрения технологии задачей является разработка и серийное производство мобильных индукционных установок с заданными параметрами, которая уже обсуждается с корпорациями «Ростех» и «Росатом», – рассказал руководитель проекта развития взаимодействия с корпорациями НИТУ «МИСиС», эксперт научно-технического совета Федерального дорожного агентства РФ, Ассоциации «Инновации транспортной отрасли» и Международного Транспортного Альянса «Один Пояс – Один Путь» Станислав Мамулат. – Своевременное решение этой задачи позволит получить приоритет не только на российском рынке, но и за рубежом. Учитывая, что применение технологии позволит также в разы снизить количество производимых материалов для ремонта и связанных с этим техногенных выбросов, International Transport Alliance «Один Пояс – Один Путь» одобрил включение международной программы по разработке индукционно-залечивающихся материалов на основе инновационной технологии, представленной НИТУ «МИСиС», в состав своей технологической платформы для применения на проектах в Монголии, Казахстане, Малайзии и других проектах «Шелкового пути». О поддержке данной программы также уже заявили компании из Германии, Австрии, Китая, Гонконга, Малайзии в том числе корпорации: AECOM, ASFinag, Asian Development Bank, Tianjin Hi-Tech Environment Development Co., университет TONGJI (Шанхай) и другие».

Полный комплекс технологии довольно сложный и включает разработки нескольких компаний, которые дополняют друг друга: НИТУ «МИСиС», «Нанотехцентр» (Тамбов), «Спекомикс-М». Разработку мобильных ВЧ/СВЧ-установок планируется начать с Росэлектроникой, входящей в корпорацию «Ростех». 

«НИТУ «МИСиС» стал первой российской организацией, включенной в глобальную инновационно-технологическую платформу International Transport Alliance (ITA) «Один пояс - один путь», учрежденной Международной дорожной федерацией, Азиатским банком развития и другими крупнейшими глобальными корпорациями США и Азии. В состав экспертного совета ITA, наряду с 50-ю ведущими мировыми экспертами транспортной отрасли, вошел руководитель Центра развития промышленной кооперации НИТУ «МИСиС» Станислав Мамулат, – отметила ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова. – Помимо этого, программа разработки технологии «самозалечивающихся» асфальтобетонных материалов, модифицированных углеродными нанотрубками, предложенная учеными НИТУ «МИСиС», стала одной из первых международных исследовательских программ International Transport Alliance».