Широко вживаний сьогодні при виробництві гуми оксид цинку, завдає значного збитку довкіллю.

Німецькі учені знайшли йому гідну заміну.

На перший погляд, виробництво гуми для автомобільних шин - процес нескладний: сировиною служить каучук, тобто природний або синтетичний еластомер, молекули якого як би зшиваються в єдину просторову сітку методом вулканізації.

Функцію вулканізуючого агента виконує, як правило, сірка, а функцію активатора вулканізації - оксид цинку, пише Deutsche Welle

Звичайно, для набуття необхідних експлуатаційних властивостей гуми в суміш можуть бути додані і інші компоненти - наповнювачі, пластифікатори і так далі.

Але головна екологічна проблема при виробництві шин пов'язана все ж з оксидом цинку: річ у тому, що це з'єднання задоволене токсично, особливо для водних організмів, тому екологи вже давно вимагають знайти йому адекватну заміну.

Довгий час це не удавалося, але тепер, схоже, проблему вирішили учені Науково-дослідного інституту полімерів імені Лейбніца в Дрездене.

"Ідея народилася за чашкою кави, - говорить один з розробників Андреас Лейтеріц. - Ми вирішили поставити досвід і з'ясувати, що станеться, якщо до складу суміші, що вулканізується, додати цинксодержащий СДГ".

СДГ, тобто шаруватий подвійний гідроксид (Layered Double Hydroxide - LDH) - це речовина, що характеризується особливою тришаровою структурою. Зовнішні шари такого сендвіча утворені позитивно зарядженими гідроксидами якого-небудь металу, а що заповнює міжшаровий простір "начинка" складається з аніонів, що вільно переміщаються.

На сьогоднішній день отримані СДГ на основі марганцю, магнію, цинку, заліза, нікелю, міді, кобальту, кадмію, алюмінію, галію і багатьох інших металів. З даним класом з'єднань розробники пов'язують великі надії, оскільки такі матеріали володіють надзвичайно цікавими властивостями, їх досить легко отримувати і настільки ж легко модифікувати.

Отже, дрезденськие дослідники вирішили спершу замінити цинксодержащим СДГ традиційні наповнювачі, що додаються в суміш з тим, аби зменшити знос шин і знизити їх опір коченню. Результати перевершили найсміливіші чекання.

На думку професора Герта Хайнріха, експлуатаційні властивості готових виробів виявилися "порівнянними або навіть кращими, ніж при використанні класичних наповнювачів на зразок сажі або полідисперсної кременевої кислоти. Та і кількість матеріалу, що додається, удалося зменшити".

Проте ефект від використання цинксодержащего шаруватого подвійного гідроксиду цим не обмежився. Сам процес вулканізації каучуку прискорився настільки, що необхідність в активаторі відпала.

За словами Андреаса Лейтеріца, це привело до того, "що ми змогли повністю відмовитися від оксиду цинку, і при цьому виявилось, що якість вулканізації анітрохи не постраждала".

Більш того, витрата цинку при використанні СДГ удалося понизити в 10 разів в порівнянні з традиційною технологією. Це величезна економія і істотний вклад в захист довкілля, адже шинна промисловість споживає в рік 500 тисяч тонн оксиду цинку.

Секрет настільки високої ефективності шаруватого подвійного гідроксиду криється в його структурі.

За словами професора Хайнріха, перемішування і розкочування каучукової суміші перед приміщенням її у вулканізатор наводить до утворення безлічі якнайтонших лусочок з дуже великою сумарною площею поверхні, чим і пояснюється надзвичайно висока реакційна здатність атомів цинку.

Ці ж наноструктури обумовлюють і ще одне, абсолютно несподіване, властивість готової гуми: прозорість.

"Які нові сфери вживання може спричинити це властивість, ми доки навіть не знаємо", - признається учений.

В усякому разі, навряд чи автомобільні шини стануть прозорими. А ось більш екологічними вони стануть, і не лише тому, що на їх виробництво буде потрібно менше цинку, але і тому, що знижене завдяки вживанню СДГ опір коченню дозволить зменшити витрату пального.