Kineskop dawnego telewizora, gdy trafia do zakładu utylizacji, jest rozbierany na różne części, które poddawane są recyklingowi. Z drobnym wyjątkiem - szkła pochodzącego z telewizyjnego kineskopu oraz ekranu.

W składzie kineskopu czarno-białego lub kolorowego można wyróżnić cztery rodzaje szkła m.in. jednorodnego szkła krzemianowo-strontowo-barowego o zielono-niebieskiej barwie oraz szkła zawierającego ołów. W efekcie w uzyskanej z tego szkła stłuczce znajdują się tlenek baru, tlenek ołowiu, tlenek strontu.

Ze względu na skład chemiczny nie może być ona wykorzystywana jako pełnowartościowy surowiec w przemyśle szklarskim i dlatego składowana jest na wysypiskach. Tym rodzajem szkła zajęła się dr inż. Magdalena Kosmal - kierownik Zakładu Technologii Szkła z Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Krakowie. "Zaczęłam się zastanawiać, jak można je zmodyfikować i do czego wykorzystać" - mówi PAP dr inż. Magda Kosmal.

Okazało się, że szkło krzemianowo-strontowo-barowe pochodzące z monitorów kineskopowych można wykorzystać jako składnik szkliw. Do tego zastosowania przydaje się ze względu na specyficzny skład chemiczny, który nadaje mu bardzo dobrą odporność termiczną, a niewielka zawartość tlenku cyrkonu znacznie podnosi jego wytrzymałość mechaniczną. "Zaczęłam podejrzewać, że tę stłuczkę uda się wykorzystać do produkcji ceramiki użytkowej. Może niekoniecznie dzbanków czy wazonów, a raczej dekorów ściennych, płytki podłogowej" - opisuje dr Kosmal.

Sama rozdrobniona stłuczka nie nadaje się jednak do nałożenia na podstawę płytki jako szkliwo, ponieważ ma bardzo wysoki współczynnik rozszerzalności termicznej.

„W swojej pracy skoncentrowałam się nad modyfikacją tego szkła poprzez dodatki surowców odpadowych, których zadaniem było wprowadzenie do otrzymywanych szkieł tlenków obniżających współczynnik rozszerzalności termicznej. Tak ukierunkowane badania (...) pozwoliły na zaprojektowanie z udziałem tych szkieł szkliw ceramicznych o współczynnikach rozszerzalności termicznej różniących się w możliwie najmniejszym stopniu od współczynnika rozszerzalności termicznej pokrywanego nimi ceramicznego czerepu” - wyjaśnia rozmówczyni PAP.

Po badaniach inżynierowie wytworzyli ze stłuczki zarówno ceramikę ze szkliwem z połyskiem, jak i szkliwem matowym. "Starałam się, aby ten proces był jak najbardziej ekonomiczny i oszczędny. Najpierw szkło zostało zmielone i dodaliśmy do niego inny odpad - surowiec skalny bazalt, który używany jest jako kruszywo do budowy dróg i autostrad. Bazalt jest bardzo twardy, ma dużą wytrzymałość i niski współczynnik rozszerzalności termicznej. Taką mieszankę modyfikowano jeszcze stosując niedrogi surowiec - kaolin. Otrzymane szkliwo nanoszono na biskwity ceramiczne. Następnie w wyniku obróbki termicznej w laboratoryjnym piecu wypalano biskwit z naniesioną warstwą szkliwa i w ten sposób powstawała nasza ceramika" - opisuje badaczka z Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych.

Jak zapewnia, niebezpieczne tlenki zawarte w stłuczce - po modyfikacjach, wytopie i obróbce termicznej - nie są już groźne. Całkowicie zamknięte w formach krystalicznych nie mogą się z nich wydostać. "Nie ma więc groźby, że ten wyrób będzie niekorzystnie oddziaływał na człowieka i jego otoczenie" - podkreśla dr Kosmal.

Naukowcy przeprowadzili podstawowe badania, które zwykle prowadzi się przy analizie jakości płytek ceramicznych. Sprawdzali ich nasiąkliwość, odporność na ścieranie, wytrzymałość na zginanie. Materiał charakteryzował się niską nasiąkliwością, dobrą wytrzymałością. Udało się nam uzyskać trzecią i czwartą klasę ścieralności, dzięki czemu płytki można wykorzystać na podłogach domowych i balkonowych. Materiał będzie można też dowolnie barwić, bo powierzchnia płytki pokrywa się równomiernie na dany kolor" - mówi badaczka.

Na razie naukowcy czekają na przyznanie ochrony patentowej, którą - według planów - otrzymają w 2017 roku. Zgłoszenie zostało przyjęte przez Urząd Patentowy i jest rozpatrywane.

PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

ekr/ agt/