Українці жартують, що разом зі снігом у нас «сходять» і дороги. Тим часом питання якості та безпеки доріг є одним із найважливіших для економіки країни. Будуть дороги – до місця призначення вчасно прибуватимуть вантажі, зменшиться кількість аварій, зросте туристична привабливість країни.
Над тим, щоб дороги в нашій країні були міцними, рівними і надійними, працює сьогодні команда науковців під керівництвом завідувача кафедри хімічної технології переробки нафти та газу Національного університету «Львівська політехніка» Михайла Братичака. Їхній проєкт «Одержання модифікованих низькомолекулярними органічними сполуками бітумів із нафтових залишків» переміг у конкурсі Національного фонду досліджень України «Підтримка досліджень провідних та молодих учених» і отримав чотири мільйони вісімдесят сім тисяч фінансування на два з половиною роки.
Отже, що потрібно зробити, щоб дороги стали «хоч боком котися»? Науковий керівник проєкту, заслужений діяч науки та техніки Михайло Братичак пояснює, що для того, щоб дорога була рівна і довговічна, її потрібно збудувати правильно.
Іти протореним шляхом чи шукати власний?
Неякісний бітум у літню спеку розм’якшується (після проїзду транспорту на дорозі утворюються колії), а взимку стискається і тріскається. Учені ж Львівської політехніки поставили за мету створити такий верхній шар, який був би одночасно твердим, еластичним і мав властивості адгезії (зчеплення, злипання).
Над цією темою науковці почали працювати ще до старту проєкту. Зокрема, пробували використовувати для покращення асфальтного бітуму синтетичний каучук.
– Коли дізналися про конкурс проєктів НФДУ, одразу вирішили, що братимемо участь, – розповідає Михайло Миколайович. – У нас було багато ідей і напрацювань, але бракувало сучасного обладнання, а перемога в конкурсі давала б можливість придбати це обладнання і рухатися далі.
Для роботи у проєкті Михайло Братичак зібрав фахову команду, до якої (окрім нього) увійшли п’ятеро молодих науковців. Це доценти кафедри хімічної технології переробки нафти та газу Володимир Гунька, Юрій Присяжний та аспірант Юрій Демчук; доцент кафедри фізичної, аналітичної та загальної хімії Юрій Гринчук і доцент кафедри автомобільних доріг та мостів Юрій Сідун.
– Влаштували брейнстормінґ і почали думати, як і куди рухатися, – каже дослідник. – Ми могли піти протореним шляхом і спробувати виготовити з дистиляційного чи окисненого бітумів та товарних полімерів, що в Україні майже не виробляють, товарний модифікований бітум. У цьому напрямку працює більшість учених світу, але молодь запропонувала: «Спробуймо створити новий якісний в’яжучий матеріал!». Так з’явилася ідея провести хімічну модифікацію бітумів низькомолекулярними органічними сполуками.
Досліди підтвердили: компоненти справді реагують із сполуками бітуму й гудрону та утворюють потрібний полімерний продукт.
Ідея модернізувати існуючі бітуми за допомогою низькомолекулярних органічних сполук є піонерською, у цьому напрямку не працював ще жоден учений у світі. Після серії досліджень науковці подали заявку на патентування винаходу і скоро отримають патент.
Якісно і доступно
Ґрунтовні дослідження вчені виконують на новому обладнанні, яке Університет придбав за кошти гранту. Це прилади для визначення динамічної в’язкості бітумів та моделювання процесу старіння бітумів за методом RTFOT. Раніше для поглиблених досліджень ученим університету доводилося їхати за кордон: США, Польщі, Німеччини.
Окрім наукової новизни, дослідження має й велике економічне значення, адже для модифікації бітуму вчені використовують доступні й недорогі компоненти, які виробляють в Україні, а це означає, що нові дороги будуть не лише надійними, а й недорогими.
Випробувати нове покриття
Сьогодні вчені інтенсивно досліджують оптимальні умови для модифікації бітуму, визначають, скільки і яких компонентів вводити, за яких температур, які каталізатори потрібні. Про свій винахід і перші результати роботи планують розповісти в журналі «Chemistry & Chemical Technology», який індексується в міжнародних наукометричних базах Scopus та Web of Science. Стаття вже готова до публікації і буде оприлюднена після отримання патенту. Готова і монографія англійською для публікації за кордоном.
Наступний етап роботи – випробування результатів лабораторних досліджень на практиці. Для цього до роботи залучили субпідрядників, що виготовляють дослідні зразки асфальтів та проводять їхнє випробування. Приватне підприємство «Лабораторія ЗахідДорСервіс» має виготовити «пілотне» покриття та випробувати, чи відповідає воно державним стандартам. Після цього можна буде переходити до промислового виробництва.
Наукова молодь залишається вдома
До речі, результатами роботи у проєкті є не лише наукові новації. Важливо, що п’ятеро молодих науковців отримали можливість виконати вагоме дослідження і отримати гідну зарплату. Один із членів команди, Юрій Демчук, нещодавно захистив кандидатську (перші результати дослідження також стали в пригоді). «Після захисту перспективний науковець не поїхав за кордон, а залишився працювати в українському університеті. Це дуже важливо! – зазначив Михайло Миколайович. – Ще один молодий учений, Володимир Гунька, завдяки отриманим даним зможе захистити докторську». Тобто виконавці проєкту матимуть чудове наукове «портфоліо» й хороші перспективи роботи в Україні. Хоча ще кілька років тому аспіранти кафедри після захисту кандидатських, як правило, виїжджали за кордон…
Учені сподіваються, що нова технологія, яка нині ще перебуває в роботі, у майбутньому обов’язково буде впроваджена у виробництво. І через кілька років вони зможуть промчати однією з швидкісних трас, споруджених за технологіями, у розробці яких саме вони стали першопрохідцями.
