Valsts pētījumu programma Nr /VPP-5 „Vietējo resursu (zemes dzīļu, meža, pārtikas un transporta) ilgtspējīga izmantošana – jauni produkti un

Transkripts

1 Valsts pētījumu programma Nr /VPP-5 Vietējo resursu (zemes dzīļu, meža, pārtikas un transporta) ilgtspējīga izmantošana jauni produkti un tehnoloģijas (NatRes) VPP NatRes 1. projekts Zemes dzīļu resursi Projekta vadītājs: V. Segliņš

2 Bagātība un daudzveidība Zemes dzīļu resursi ir nacionālā bagātība tāpat kā meži, lauksaimniecības zemes un citi dabas resursi. Dominējošais zemes resursu izmantošanas veids ir ļoti konservatīvs dažādas izejvielas lieto nepastarpināti vai pārstrādā dažādos galaproduktos. Inovatīvai izmantošanai perspektīvi ir tādi Latvijā plaši sastopami derīgie izrakteņi kā māli, kūdra, sapropelis u. c. Šo zemes dzīļu resursu lielā dabiskā daudzveidība ir nepietiekami novērtēta. Mūsu mērķis ir ar zināšanām iespējami atbalstīt un veicināt pāreju uz zinātņu ietilpīgāku produkcijas ražošanu no Latvijas vietējiem zemes dzīļu resursiem ar iespējami augstāku pievienoto vērtību.

3 Galvenie mērķi Programmas kopējais mērķis - pētīt un izstrādāt jaunus produktus un to ražošanas tehnoloģijas, izmantojot Latvijas zemes dzīļu resursus, meža nozares resursus, vietējo augu un dzīvnieku izejvielas, un izstrādāt priekšlikumus transporta ilgtermiņa attīstībai. Projekta mērķis: Izstrādāt jaunas tehnoloģijas inovatīvu produktu radīšanai no Latvijas zemes dzīļu resursiem Uzdevumi: novērtēt Latvijas mālu piemērotību jaunu produktu un to ražošanas tehnoloģiju izstrādei; augsti dispersu sistēmu ieguves tehnoloģija un izpēte uz Latvijas mālu pamatnes inovatīvam pielietojumam sorbcijas procesos, vides tehnoloģijās, medicīnā un kosmetoloģijā; izstrādāt jaunas tehnoloģijas un pielāgot inovatīvu keramikas produktu ieguvei; izstrādāt Latvijas minerālo izejvielu maisījumu keramzīta ieguvei pēc jaunas energoekonomējošas termošoka tehnoloģijas ar palielinātu porainību, sorbcijas spēju, biotehnoloģisko aktivitāti un inovatīvām izmantošanas iespējām; izveidot Latvijas tautsaimniecības attīstībai nozīmīgu dabas resursu kūdras un sapropeļa izpētes un analīzes kapacitāti, attīstot inovatīvus to izmantošanas risinājumus; izstrādāt inovatīvus, funkcionālus keramzītu un mikroorganismus saturošus vides biotehnoloģijas produktus.

4 Apakšprojekti Projektā kopā ir izveidoti un sekmīgi tiek realizēti 6 apakšprojekti: 1. apakšprojekts Latvijas mālu piemērotības novērtēšana jaunu produktu un to ražošanas tehnoloģiju izstrādei (vadītājs V. Segliņš). 2. apakšprojekts. Augsti dispersu sistēmu ieguves tehnoloģija un izpēte uz Latvijas mālu pamatnes inovatīvam pielietojumam sorbcijas procesos, vides tehnoloģijās, medicīnā un kosmetoloģijā (atbild. izpild. Līga Bērziņa-Cimdiņa). 3. apakšprojekts Jauni keramikas materiāli un tehnoloģijas (atbild. izpild. Gaida Sedmale). 4. apakšprojekts. Energotaupīgas augsti poraina keramzīta iegūšanas tehnoloģijas no Latvijas māliem (atbild. izpild. Visvaldis Švinka). 5. apakšprojekts Kūdras īpašību un modifikācijas iespēju izpēte jaunu izmantošanas risinājumu izstrādei (atbild. izpild. Māris Kļaviņš). 6. apakšprojekts Uz keramzīta bāzes izveidoti jauni biotehnoloģijas produkti un tehnoloģijas (atbild. izpild. Olga Mutere).

5 Apakšprojektu realizācija Apakšprojektu realizācijai ir izveidotas 6 atsevišķas pētnieku grupas LU un RTU struktūrvienībās, bet apakšprojektos tika izstrādātas atsevišķas pētījumu tēmas. Tās ir elastīgas mērķorientētas tematiskās grupas gadā tās kopā bija 17 savstarpēji koleģiāli saskaņotas mērķtiecīgas darbības atbilstoši VPP Programmā noteiktajiem konkrētajiem uzdevumiem. Tās aptvēra ģeoloģijas, ķīmijas, bioloģijas, vides zinātnes un materiālzinātņu dažādas zinātniskās pētniecības jomas.

6 Projekta iekšējā loģistika (2013) Zinātnisko rezultātu un papildus pētījumu pieprasījumu plūsmas Augsti dispersu sistēmu ieguve un īpašības Sociālie partneri Mālu pētījumi -izejvielas: kvalitāte dabā un -pētījumu efektīvas -metodes Augsttemperatūras poraina keramika Keramzīta materiāli Kūdras īpašības un modifikācijas Mikrobioloģiskie pētījumi

7 Komunikāciju un informācijas aprites risinājumi pētījumu rezultātu ieviešanai Pētījumu rezultāti Publiskas analītisko datu bāzes Monogrāfijas Zinātniski raksti Patenti Informācija Līdzdalība Dažādoti sociālie partneri: uzņēmumi, nozaru asociācijas, valsts un pašvaldību iestādes; Apakšprojekti un tematiskās grupas Tehnoloģijas citi VPP projekti, pētniecības projekti, augstskolu studiju programmas Izmēģinājumu un testu rezultāti. Papildus pētījumi un analīze

8 Projekta loģistikas un sistēmas rezultativitāte Izveidotā sistēma ir efektīva un ik gadus sniedz augstus zinātniskos rezultātus. To apliecina šajā gadā (2013.g.): Aizstāvēta viena doktora disertācijas, pieci pieteiktie un reģistrētie Latvijas patenti, izstrādāti 5 jauni konkurētspējīgi produkti un to ražošanas tehnoloģiju shēmas; izdoti 25 starptautiski citējami zinātniski raksti, Izdoti 14 zinātniski raksti un izdotas 6 monogrāfijas. Pētījumu rezultāti tika prezentēti un aprobēti ar 39 ziņojumiem starptautiskās zinātniskās konferencēs un kongresos, un vietējās zinātniskās konferencēs 5 ziņojumi. stenda ziņojumi. Plašāka informācija par programmā un Zemes dzīļu projektā paveikto ir pieejama internetā un tiek regulāri papildināta. Ņemot vērā projekta finanšu iespējas ir daudzreiz mazākas kā tas tika lūgts gatavojot projekta koncepciju un gadā tie bija 160 tūkst. Ls- iegūtie rezultāti ir atzīstami par augstiem un resursu izlietojums par efektīvu.

9 Latvijas mālu piemērotības novērtēšana jaunu produktu un to ražošanas tehnoloģiju izstrādei Atbilstoši iepriekšēji izklāstītai shēma šī apakšprojekta galvenais mērķis bija elastīgi nodrošināt ar nepieciešamajām ģeoloģiskām zināšanām, paraugiem un vienkāršākiem testu rezultātiem citas pētniecības grupas.

10 Apzinātās kvartāra un pirmskvartāra māla iegulas Latvijā Rezultātā tika pētītas vairāk kā 100 mālu iegulas un tika noteiktas perspektīvākās turpmākajiem pētījumiem nākotnē.

11 Mālu un kūdras iegulu pētījumi ar ģeoradaru Kopējā viduspunkta metodes pielietošana Cenas tīrelī (A antenu novietojums eksperimenta sākumā; B antenu novietojums eksperimenta beigās). Ja mālu iegulu ģeoloģiskiem un īpašību pētījumiem līdz augstvērtīgiem rezultātiem būs nepieciešami vēl vairāki gadi, tajā skaitā teorētisku pētījumu, tad kūdras purvu pētījumos šādi rezultāti šogad ir sasniegti. Tie ļauj ar augstu ticamību novērtēt kūdras slāņa biezumu un neviendabības vidēji 6-10 precīzāk nekā tas līdz šim ir izdevies jebkur pasaulē. Augstas kvalitātes rezultāti ir iegūti pētot arī dolomītu un kaļķakmeni. Jauniem metodiskiem risinājumiem ir ārkārtīgi plašs pielietojums nākotnē, jo metodes pielietojums ir ievērojami plašāks. Būtisks ieguvums ir šo iekārto ražotāja atrašanās Latvijā un uzņēmuma gatavība jaunos risinājumus ieviest ražošanā.

12 2013. gadā izdotās monogrāfijas

13 2. apakšprojekts Augsti dispersu sistēmu ieguves tehnoloģija un izpēte uz Latvijas mālu pamatnes inovatīvam pielietojumam sorbcijas procesos, vides tehnoloģijās, medicīnā un kosmetoloģijā RTU VĶT institūts Direktore, pētniecības grupas vadītāja: Prof. Līga Bērziņa-Cimdiņa

14 RTU VĶT institūtā apakšprojekta ietvaros veiktie Latvijas mālu pētījumi Mineraloģiskais sastāvs un attīrīšanas metodes Reoloģiskās un sorbcijas īpašības Latvijas mālu izmantošana vides tehnoloģijās Latvijas mālu izmantošana kosmētikā Jauna kompozītmateriāla ar uzlabotām sorbcijas īpašībām izstrāde Arheoloģiskās keramikas pētījumi Projektā pētītās Latvijas mālu iegulas Mālu apstrādes un paraugu sagatavošanas etapi

15 Latvijas mālu pielietojuma aktivitāšu un pētījumu sasaiste Reoloģiskās īpašības Sorbcijas īpašības Mineraloģiskais un granulometriskais sastāvs Latvijas mālu izmantošana kosmētikā Pielietojums vides tehnoloģijās Jauna sorbentu materiāla izstrāde Arheoloģiskās mālu keramikas pētījumi Komerciālo kosmētisko mālu piedāvājuma apskats un izvērtējums Latvijas mālu sagatavošanas un apstrādes tehnoloģija Mālu-glicerīna suspensiju viskozitātes pētījumi Bioorganisko savienojumu sorbcija uz Latvijas māliem Mālu sorbcijas īpašības no gāzes un šķidrumiem Ķīmiski un termiski apstrādātu mālu sorbcijas īpašības Smago metālu, organisko savienojumu un krāsvielu sorbcija Īpatnējās virsmas pētījumi Patents Sorbcijas granulu sastāvs uz Latvijas dabīgo mālu bāzes Sorbcijas granulu prototipa izgatavošana no Vadakstes atradnes māliem Izcelsmes pētījumi (izejvielu meklējumi, keramikas iegūšanas senās tehnoloģijas)

16 Latvijas mālu (LTM) praktiskais pielietojums vides tehnoloģijā Dabīgu un modificētu mālu paraugu frakcionālā sastāva atkarība no daļiņu lieluma Vara jonu adsorbcijas izotermas uz LTM- 800 un LTM paraugiem. Mālu paraugi metilenzilā ūdens šķīdumā 0,06g/l pirms adsorbcijas Mālu paraugi metilenzilā ūdens šķīdumā 0,06g/l pēc 48 st adsorbcijas statiskos apstākļos. LTM 800 LTM LTM 800 LTM VĶT institūts sadarbībā ar KĶ institūtu

17 Mālu frakcijas-glicerīna suspensiju reoloģisko īpašību un organisku savienojumu sorbcijas pētījumi uz attīrītiem un frakcionētiem māliem- virzība uz kosmetoloģiskiem produktiem Mālu paraugu frakcija ø< 2 µm a) Laža b) Iecava Termiski apstrādātu mālu īpatnējās virsmas pētījumi BET īpatnējā virsma, m 2 /g Ceplīši Strēļi Pavāri Tūja gadā veiktie pētījumi 25 C 300 C 500 C 700 C 900 C Mineraloģiskais sastāvs, % Laža (< 63 µm) Laža (< 2 µm) Iecava (< 63 µm) Iecava (< 2 µm) Muskovīts Kalcīts Dolomīts Laukšpats Kvarcs Hlorīts Kaolinīts Sijātu mālu (ø< 63 µm ) un attīrītās mālu frakcijas (ø< 2 µm) mineraloģiskais sastāvs Mineraloģiskais sastāvs, % Ceplīši Strēļi Pavāri Tūja Illīts Laukšpats Kvarcs Montmorilonīts Kaolinīts Illīts Sijātu mālu (ø< 63 µm ) mineraloģiskais sastāvs Termiski apstrādātu sijātu mālu (ø< 63 µm ) īpatnējā virsma

18 2013. gadā RTU VĶT institūtā veiktie pētījumi Arheoloģiskās keramikas pētījumi- jauno pētniecības metožu attīstība Arheoloģiskā keramika Māli Ķīmiskais sastāvs Mineraloģiskais sastāvs Izejvielas Tehnoloģija Keramikas izcelsme Iesniegts Latvijas patents "Sorbcijas granulu sastāvs uz Latvijas dabīgo mālu bāzes Arheoloģiskās keramikas fotogrāfija un mikrofotogrāfija Pētījums publicēts grāmatā Izgudrojuma tehniskā novitāte: augsta un atbilstoša mitruma absorbcija ( masas %), piemērota nepatīkamo smaku novēršanai, kā arī nodrošina mājdzīvniekiem un videi draudzīgu ekspluatāciju. Izstrādāts sorbcijas granulu prototips uz Latvijas mālu bāzes. Efektīvu sorbcijas granulu fotogrāfija

19 2013. gada rezultatīvie rādītāji Publikācijas Publicētas 1.I. Dusenkova, V. Stepanova, J. Vecstaudza, V. Lakevics, J. Malers, L. Berzina-Cimdina. Viscosity and plasticity of Latvian illite clays. Acta Geodynamica et Geomaterialia, 2013, Vol. 10, No. 4 (172), (datu bāze SCOPUS) 2.V. Lakevics, V. Stepanova, S. Niedra, I. Dusenkova A. Ruplis. Thixotropic properties of Latvian illite containing clays IX Starptautiskās zinātniski praktiskās konferences materiāli, I.sējums, Rēzeknes augstskola, 2013, Lpp 3.L. Bērziņa-Cimdiņa, J. Vecstaudža, D. Jakovļevs. Turaidas pils krāsns podiņu ķīmiskā sastāva analīze. Turaidas pils gadsimta krāsns keramika : katalogs. Latvijas vēstures institūta apgāds, 2013, lpp 4.J. Brovkina, V. Lakevi;cs, V. Stepanova, J. Ozoliņš, L. Bērziņa-Cimdiņa, G. Šuļga. Efektīvu sorbentu izstrāde uz Latvijas dabīgo mālu bāzes. RTU zinātniskie raksti: Materiālzinātne un lietišķā ķīmija. Vol.26, 2012, lpp 5. V. Lakevičs, J. Brovkina, V. Stepanova, I. Dušenkova, J. Ozoliņš, G. Šuļga, L. Bērziņa-Cimdiņa. Solving environmental problems with Latvian claybased sorbents. Latvian Journal of Chemistry, No 4, 2012, J. Vecstaudža, Z. Irbe, A. Stunda-Zujeva, L. Bērziņa-Cimdiņa. Komerciālo kosmētisko mālu sastāvs un Latvijas mālu piemērotība lietojumam kosmētikā. RTU zinātniskie raksti: Materiālzinātne un lietišķā ķīmija, Vol.26, 2012, Iesniegtas 1.I. Dusenkova, J. Malers, L. Berzina-Cimdina. Rheological properties of purified illite clays in glycerol/water suspensions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2013, 6 lpp (datu bāze SCOPUS). 2.J. Vecstaudža, D. Jakovļevs, L. Bērziņa-Cimdiņa, V. Stikāne. XRD and SEM studies of archaeological stove tile ceramics of Turaida castle. Scientific Journal of RTU: Materials Sciences and Applied Chemistry, 2013, 5 lpp 3.V. Lakevičs, O. Kaplinova, V. Stepanova, I. Dušenkova, L. Bērziņa-Cimdiņa. Termiskās apstrādes ietekme uz illītu saturošu Latvijas mālu īpatnējo virsmu. RTU zinātniskie raksti: Materiālzinātne un lietišķā ķīmija, 2013, 5 lpp. 4.Dusenkova I., Lakevics V., Malers J., Berzina-Cimdina L. Effect of removal of carbonates with organic acids on the stability of clay water suspensions and separation of clay minerals. Acta Geodynamica et Geomaterialia, 2012, 10 lpp (datu bāze SCOPUS). Patents 1.V. Lakevics, V. Stepanova, J. Brovkina, J. Ozoliņš, L. Bērziņa-Cimdiņa "Sorbcijas granulu sastāvs uz Latvijas dabīgo mālu bāzes«, iesniegts. Konferences 14 starptautiskas un 8 vietējas konferences ar 29 mutiskiem un standa referātiem kopā Aizstāvētie bakalaura darbi un disertācijas 6 bakalaura darbi (J. Vecstaudža, S. Silkāne,I. Skujiņa, Z. Erte, S. Niedra, O. Kaplinova) 1 disertācija A. Stunda-Zujeva Na 2 O-CaO-Nb 2 O 5 -P 2 O 5 sistēmas stikla kristalizācijas pētījumi

20 JAUNI KERAMIKAS MATERIĀLI UN TEHNOLOĢIJAS- 3. apakšprojekts Pētniecības grupa G. Sedmales vadībā RTU Silikātu materiālu institūts

21 Darba mērķis: Plānveida Latvijas minerālo izejvielu apzināšana un novērtējums jaunu zinātniski pamatotu, videi draudzīgu inovatīvu keramikas materiālu un attiecīgo tehnoloģiju pamatprincipu izstrādei. Mērķķa realizācijai veikti sekojoši galvenie uzdevumi: zināmo un jaunu Latvijas minerālo izejvielu (mālu, kvarca smilšu dolomīta un kaļķakmens) atradņu apzināšana un novērtējums, izejvielu īpašību un izmantošanas iespēju dotajai ievirzei izpēte, jaunu tehnoloģiju pielietojums dažādu illītu mālu apstrādei un tās ietekme uz keramikas materiāla saķepināšanas / apdedzināšanas norisi un iegūtā materiāla raksturīgām īpašībām, nanoizmēru minerālo izejvielu (kvarca smilšu, illītu māla un kaļķakmens) piedevu optimizācija augsttemperatūras blīvas un paaugstinātas porainības keramikas materiālu un attiecīgo tehnoloģiju izstrādei.

22 Pētījumu rezultāti - Ķīmiskās apstrādes pielietojums māliem Ir izstrādāts dažādu Latvijas mālu atradņu illītu mālu ķīmisks (arī bioloģisks un termisks) priekšapstrādies paņēmiens, kas nodrošina keramikas materiāla ieguvi to saķepšanas procesā pie pazeminātām temperatūrām. Metode pamatojas uz to, ka mālu minerāli/māli, kā arī termiski aktivēti tiek apstrādāti ar sārmu, tādējādi mainot Si/Al attiecību mālu minerālu struktūrā, līdz ar to iegūstot aktīvi saķepošu keramikas materiālu pie pazeminātām temperatūrām, kas ir par C zemākas salīdzinot ar tradicionāli pielietoto temperatūru ºC intervālā. Salīdzinoši spiedes izturības rādītāji keramikai, kas izstrādāta no ķīmiski apstrādātiem un apdedzinātiem līdz 700º C temperatūrai māliem salīdzinājumā ar neapstrādātiem Mālu atradne Spiedes izturība, N/mm 2 Māli apstrādāti (3M KOH šķīdums) Māli nepastrādāti Apriķi 18,0 9,5 Liepa 17,5 11,0 Līvāni 22,5 10,0

23 Spiedes izturības pieaugums keramikas materiālam no ķīmiski apstrādāta ar dažādas koncentrācijas Na-sārmu Lažas atradnes māla atkarībā no apdedzināšanas temperatūras. 35 Spiedes izturība, N/mm L 1M NaOH 3M NaOH 6M NaOH Temperatūra, o C

24 Sablīvēšanās,% Mālu mikrobioloģiskās (pielietojot baktēriju veidu Ps. fluorescens AM PS11) apstrādes nozīme tehnoloģiskā ciklā ir saistīta ar mālu-ūdens maisījumu plasticitātes/plūstamības palielināšanu, it sevišķi to palielinot māliem ar relatīvi zemāku mālvielu saturu, tā ietekme uz apdedzinātā keramikas produkta īpašībām ir niecīga. Jaunu keramikas produktu izstrāde Temperatūra, 0 C 3,5 3 2,5 2 1,5 1 Šķ. blīvums, g/cm 3 sample10 i,4h sample 10 i, 24h sample 10,4h sample 10, 24h Illītu mālu piedevas (10 mas.%, oranžās līknes) ietekme uz mulliīa keramikas sablīvēšanos un šķietamo blīvumu. Nav zināmi pētījumi par nano- izmēru daļiņu saturošu illīta mālu, kā arī dolomīta un kvarca smilšu izmantošanu kompozīcijās ar sintētiskiem savienojumiem augsttemperatūras, mullīta, kordierīta,- špineļa keramikas izstrādē, lai samazinātu to saķepšanas temperatūru, vienlaicīgi nodrošinot augstas mehāniskās un termiskās īpašības

25 Spiedes izturība, MPa Illita mālu piedevas ietekmē mullīta keramikas spiedes izturības pieaugums sastāda 1,5-1,7 reizes Piemēram, dažādu laiku maltiem mullīta keramikas izejmateriālu pulveriem (oranžie paraugi ar mālu piedevu i) st.-0 4st.-i 24 st st.-i Izejas pulvera malšanas laiks,st.

26 Kordierīta - špineļa keramika: sintezēta no jauktiem kvarca smilšu, dolomīta un illītu mālu maisījumiem ar nelielu MgO un Al 2 O 3 piedevu. Raksturojas ar pazeminātu saķepšanas / apdedzināšanas temperatūru un augstu izturību pret termiskiem triecieniem, ko raksturo relatīvi konstantas elastības moduļa vērtības pie 20 ciklu temperatūra gradienta C Šīs keramikas spiedes izturības lielumi atrodas robežās N/mm 2. 16,0E, GPa 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 K12 10,0 9,0 X12 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 Termiskā trieciena 20

27 Poru tilpums cc/g Paaugstinātas porainības (kopējā porainība ap 40 tilp.%) augsttemperatūras keramika (poru izmēri ir makro -poru diapazonā) (vides aizsardzībai gāzveida vai šķidru substanču attīrīšani, t.sk., pie paaugstinātām temperatūrām) Poru diametrs, m

28 Secinājumi dots īss pārskats par galvenajām pētījumu ievirzēm un rezultātiem Valsts pētījumu programmas 4 gadu posmā apakšprogrammā Jauni keramikas materiāli un tehnoloģijas. Parādīta mālu ķīmiskās apstrādes ietekme uz keramikas saķepināšanas temperatūras samazinājumu par ºC salīdzinot ar tradicionāli apdedzinātu, pie kuras keramikas materiāls iegūst pietiekami augstu spiedes izturību, kas pie 600 ºC apdedzinātai keramikai no ķīmiski apstrādāta māla atkarībā no konkrēta māla un pielietotās ķīmiskās apstrādes sasniedz lielumu ap 20 N/mm 2. Aptuveni kalkulējot energoresursu ekonomiju apdedzināšanas procesā un to salīdzinot ar tradicionāli nepieciešamo C temperatūru, lai iegūtu spiedes stiprību N/mm 2 robežās, tā satāda ap 120kcal/kg jeb25-30% no kopējā tehnoloģiskā procesa kurināmā siltuma patēriņa. Mikrobioloģiskā mālu apstrāde ietekmē mālu-ūdens maisījumu plasticitātes/plūstamības izmaiņas, it sevišķi to palielinot māliem ar relatīvi zemāku mālvielu saturu. Spriežot pēs šķietamā blīvuma izmaiņām saķepinātiem keramikas paraugiem, šī apstrāde arī pazemina mālu saķepināšnas temperatūru. Izstrādāti mullīta-zro 2 augstas stiprības blīvi augsttemperatūras keramikas materiāli, pielietojot illīta mālus kā saķepināšanas temperatūru pazeminošu piedevu. Parādīta iespēja izstrādāt augsttemperatūras termiski izturīgu kordierīta keramiku pazeminātā temperatūrā, pielietojot Latvijas dolomītu un mālu. Pielietojot kvarca smiltis, karbonātus saturošas izejvielas un illītu mālus, iegūts augsttemperatūras poru saturošs keramikas materiāls, ar relatīvi plašu poru sadalījuma makroporu diapazonā. Pateicības Šīs sadaļas atbildīgie izpildītāji izsaka visdziļāko pateicību vad. pētniecēm Laumai Lindiņai un Intai Vītiņai par eksperimentāli veiktiem pētījumiem saisībā ar minerālo izejvielu fāžu un ķīmiskās analīzes datu ieguvi un interpretācuju, arī doktorantaei Santai Lagzdiņai par poru sadalījuma pētījumiem poru keramikai.

29 Svarīgākie zinātniskie raksti, patentes, konferences studentu un doktorantu dalība Pavisam 15 SCI raksti, daži no tiem : 1.G. Sedmale, U.Sedmalis, I.Sperberga, A.Korovkins Minerālo izejvielu pielietošanas pamatojums jaunu keramikas produktu un tehnoloģiju izstrādei. RTU Zinātniskie raksti. Materiālzinātne un lietišķā ķīmija. 2011, 24 sēj., Nr.1, lpp I Sperberga, G M Sedmale, G Stinkulis, D.Ulme and K Zeila. Comparative study of illite clay and illite-based geopolymer products. Mat. Science and Engineering, 2011, Vol.18, 2011, pp U.Sedmalis. Uzsākta materiālu izstrāde Latvijas tautsaimniecībai no vietējām minerālām izejvielām. Zinātnes vēstnesis, Nr12 (408) 2010.gada 25. oktobris 4.G. P. Sedmale, A. V. Khmelev, and I. É. Shperberga. Effect of ceramic powder fineneness on mullitezirconium ceramic properties. Refractories and Industrial Ceramics, 2011, Vol. 52, No. 1, G.P. Sedmale and A.V.Khmelov. Characteristic of Mullite-Zirconium Ceramic Obtaintd from Powders Synthesized by the Hydrothermal Method. Chemistry and Materials Science. Glas and Ceramics, 2011, Vol.68, Nr. 3-4, / G.Sedmale, I.Kuzņecova, U. Sedmalis. Augsttemperatūras poru keramika no jaukta sastāva izejvielu maisījumiem. Materiālzinātne un lietišķā ķīmija. 2012, 26 sēj., lpp M. Rundans, I. Sperberga, G. Sedmale, G. Stinkulis. Effect of sintering process and additives on the properties of cordierite based ceramics. IOP Conference Series: Material Science and Engineering, 2013, p G.Sedmale, A.Korovkins, O.Mutere, I.Sperberga, M.Rundans. Comparison of structure and properties of differently treated illite clay and products. Material Science and Applied Chemistry, 2013, 5p (in Press).

30 Augsti poraina keramika - 4. apakšprojekts Mērķis: izstrādāt jaunas energoefektīvas tehnoloģijas keramikas materiālu iegūšanai Uzdevumi: iegūt augsti porainu keramzītu ar jaunu tehnoloģiju, Iegūt porainas keramikas granulas, kas izmantojamas vides tehnoloģijām, piem., piesārņota ūdens attīrīšanai. Pētniecības grupa V. Švinkas vadībā RTU Silikātu materiālu institūts

31 Eksperimentālie pētījumi Izmantotās pamatizejvielas: kvartāra māli no jau zināmām vai perspektīvām atradnēm, devona māli no zināmām vai perspektīvām atradnēm. Izmantotās palīgizejvielas: izdegošas piedevas, piem., koksnes skaidas, salmi vai citi organiskas izcelsmes citu ražošanas nozaru pārpalikumi.

32 Porainība, % Keramzīts Apriķi Nīcgale Divu stadiju tehnoloģija 20 C 800 C 1150 (1200 C) Kopējais procesa ilgums 6 8 stundas ,01 0,1 1, Poru diametrs, μm

33 Porainība, % Keramzīts Vienas stadijas tehnoloģija Liepa Tūja Planči 20 C 1150 C (1200 C) Kopējais procesa ilgums līdz 2 stundām ,01 0,1 1, Poru diametrs, μm

34 Porainība, % Abu paņēmienu salīdzinājums 30 Izejvielas Tilpuma masa, g/cm 3 Divstadiju Vienstadija s Planču māls Liepas māls+25 %smiltis 1,77 1,11 20 Planču māls +25% smiltis 0,95 0,72 Tūjas māls 1,48 1, ,01 0,1 1, Poru diametrs, μm Vienstadijas Divstadiju

35 Keramzīta ar dažādu tilpuma masu izmantošanas iespējas Vieglas granulas ar tilpuma masu 0,4 g/cm 3 celtniecības materiāliem ar samazinātu siltuma vadītspēju no Prometeja un Apriķu māliem, piem., keramzītbetonam; Vieglās pildvielas ar paaugstinātu mehānisko izturību, kas izmantojamas konstrukciju betonā ar samazinātu siltuma vadītspēju no Liepas un Kupravas māliem; Vieglās granulas ar tilpuma masu 0,5 g/cm 3, kas ilgi saglabā peldēt spēju un ir piemērotas aizsargbarjeru izveidošanai ūdens tilpnēs, jo uzsūc piesārņojumu.

36 Poraini keramiski sorbenti ar labām sorbcijas īpašībām % 100 Molekulāru savienojumu (joda) sorbcija Laža-S-700 Laža-S-800 Laža-S-900 Laža-S Dienas

37 Iegūto poraino granulu izmantošana mikrobioloģijas tehnoloģijās Granulas un arī keramzīts ir pārbaudīti mikrobioloģijas vajadzībām. No kvartāra māla C temperatūrā iegūtas granulas, ievietotas ūdenī uzrāda bāzisku vidi (ph 8-10), tāpēc tām piemīt antibaktericīdas īpašības. Savukārt no devona māla iegūtas porainas granulas, ievietotas ūdenī, izmantojamas par vidi dažādu baktēriju pavairošanai

38

39 Tomēr vissvarīgākais sasniegums ir jauna un ievērojami lētāka vienstadijas tehnoloģija keramzīta ražošanai un paplašināta izejvielu bāze šī materiāla ražošanai, salīdzinot ar tradicionālo vienstadijas tehnoloģiju.

40 Kūdras īpašību un modifikācijas iespēju izpēte jaunu izmantošanas risinājumu izstrādei- 5. apakšprojekts Pētniecības grupa prof. Māra Kļaviņa vadībā Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultāte, Latvijas Universitāte

41 Projekta mērķis un uzdevumi Projekta mērķis ir izveidot Latvijas tautsaimniecības attīstībai nozīmīga dabas resursa kūdras izpētes un analīzes kapacitāti, attīstot inovatīvus to izmantošanas risinājumus. zemo purvu kūdras sastāva izpēte, kūdras sastāva mainības un humifikācijas izpēte; kūdras modifikācijas risinājumu izstrāde un modificēto savienojumu īpašību izpēte. kūdra un tās modifikācijas produkti kā sorbenti Kūdras humusvielas

42 Adsorbcija (mg/g) Ķīmisko elementu akumulācijas un purvu veidojošā augāja ietekme uz kūdras sastāvu zemajos purvos Pētītas zemā tipa kūdras īpašības, metālisko elementu akumulācijas raksturs zemā tipa kūdrā Latvijā, apzināti mūsdienu un pagātnes purvu veidojošā augāja ietekmi uz kūdras sastāvu (atkarībā no kūdras īpašībām, uzkrāšanās rakstura, lokālajām purvu īpatnībām un piesārņojuma avotu ietekmes), raksturot humifikācijas procesus bāziskā vidē. Pētījuma novitāte: 1) zemā tipa kūdras parametru izpētes metodoloģijas attīstīšanu, kas purvu un kūdras izpētē ļauj atklāt kopsakarības starp kūdras fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām; 2) humifikācijas procesu raksturošanu sārmainā vidē; 3) metālisko elementu akumulācijas mehānisma interpretāciju zemajos purvos elementu akumulācija aizvietojot kūdrā saistītos Ca un Mg un 4) zemā tipa kūdras sorbcijas spēju un potenciālo pielietojuma virzienu izvērtēšanu. Rezultātu teorētiskā un praktiskā nozīme sevī iekļauj metālisko elementu satura un akumulācijas izpēti zemo purvu kūdrā Latvijā un kūdras humifikācijas procesus, kā arī kūdras sastāva kopsakarību izpēti zemā tipa kūdras izmantošanas iespēju novērtēšanai. Metālu akumulācija un vides ietekmes zonas Elku purvā CHNO kvantitatīvie rādītāji (salīdzinājums ar augstajiem purviem) Līdzsvara koncentrācija (mg/l) Kālija sorbcijas kapacitāte (zemā tipa koku kūdras virsma) Zemā tipa kūdras morfoloģija (SEM uzņēmums)

43 Intensity (counts) Theta ( ) Kūdras rentgendifraktometriskais spektrs (Vīķu purvs) Purva ģeoloģiskais šķērsgriezums (Svētupes purva piemērs) Īpatnējās virsmas laukums (Vīķu purvs) 0,45 0,50 m, koku-sfagnu kūdra: 2,76 m 2 /g 1,25 1,30 m, koku-zāļu kūdra: 1,53 m 2 /g 1,40 1,45 m, koku-zāļu kūdra: 3,98 m 2 /g 2,15 2,20 m, grīšļu kūdra: 4,35 m 2 /g Metālisko elementu absolūtās koncentrācijas (salīdzinājums ar augstajiem purviem) Zemā tipa kūdra Van Krevelina grafikā 3 publikācijas (Scopus) Metālisko elementu korelācijas (salīdzinājums ar augstā tipa kūdru)

44 Naftas sorbenti uz kūdras bāzes Pierādīts, ka kūdra ir perspektīvs materiāls naftas sorbentu ražošanai un ar naftu piesārņotas vides attīrīšanai. Izstrādātas metodes kūdras naftas sorbcijas spēju, peldspējas un hidrofobu īpašību uzlabošanai. Radīti eksperimentāli preparāti naftas piesārņojuma likvidēšanai sauszemes un ūdens vidēs. Izstrādāta tehnoloģija, kas nodrošina izmantotā sorbenta bioloģisko pēcapstrādi un attīrīšanu. Sorbcija (g/g) Naftas sorbcija (g/g) Izejas kūdra Modificēta kūdra Aktivētā ogle Laiks (min) Izejas kūdra Karsēta 4 h Karsēta 10 h publikācijas (Web of Science, Scopus), 6 ziņojumi konferencēs 0 Nafta Dīzeļdegviela Kūdras aktīvās ogles SEM foto

45 Kūdra kā sorbents metālu jonu sorbcijai Cu 2+ sorbcija uz kūdras Sorbcijas kinētika 2 publikācijas (Web of Science, Versita), 3 ziņojumi konferencēs

46 Kūdras hibrīdsorbenti Kūdras izmantošanas priekšrocības un ierobežojumi + Zemas izmaksas + Augsta sorbcijas kapacitāte attiecībā pret vielā katjonu formā (pozitīvi lādēti joni) -Sliktas hidrodinamiskās īpašības (ierobežota izmantošana kolonnu procesos) -Vāja sorbcijas kapacitāte vielām anjonu formā, hidrofobām vielām Kūdras hibrīdsorbenti Minerālā fāze Fe oksohidroksīdi Oksiapatīts Kūdra Organiska funkcionalizēta fāze Graftpolimerizācija Organiska fāze Izgulsnēšana

47 Ūdeņu attīrīšana no toksiskiem mikroelementiem Ar arsēna savienojumiem piesārņots dzeramais ūdens izraisa nopietnus draudus cilvēku veselībai. Daudzās pasaules valstīs As saturs dzeramajā ūdenī pārsniedz Pasaules Veselības organizācijas noteikto maksimālo robežu -10 μg/l. 2 patenti, 4 publikācijas (Web of Science, Scopus), 8 ziņojumi konferencēs Arsēna saistīšanai perspektīva metode ir sorbcija. Kūdra, kas modificēta ar Fe savienojumiem, Fe-humāti, kā arī dažādi polimērmateriālu sorbenti nodrošina sorbciju, kas vairākus desmitus reižu pārsniedz izejas kūdras sorbciju.

48 Nepieciešamība: 1) attīrīt notekūdeņus no fosfora savienojumiem! Eitrofikācijas draudi! 2) aizstāt tradicionālās notekūdeņu attīrīšanas metodes (aizvien stingrāki vides aizsardzības normatīvi, atsevišķos gadījumos neadekvāti lielas izmaksas, sarežģīta iekārtu izveide/ apkalpošana. 3) taupīt resursus. 1 patents; 1 publikācija (Scopus); 2 publikācijas; 3 starptautiskas konferences

49 Biotehnoloģijas. Apakšprojekta ietvaros veikto pētījumu kopējā stratēģija mikroorganismu pētījumos Pētniecības grupa Olgas Muteres vadībā. Latvijas Universitāte, Mikrobioloģijas un Biotehnooģiju institūts

50 Baktēriju kolonizācija uz keramikas granulām: divu Latvijas devona māla atradņu salīdzinošā testēšana Keramikas materiālus mikroorganismu imobilizācijai plaši izmanto notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, gaisa biofiltrācijā u.c. tehnoloģijās. Šī pētījuma mērķis bija salīdzināt septiņus keramikas granulu paraugus, kuri sastāv no diviem devona māla veidiem, pēc to piemērotības izmantošanai mikroorganismu imobilizācijai (1. att.). Eksperimentus veica sadarbībā ar RTU SMI (Dr.R.Švinka, Dr.V.Švinka). Dažādu keramikas granulu ietekme uz mikroorganismu augšanu un bioplēves veidošanu tika pētīta ar tīrkultūru Pseudomonas putida MSCL 650 un baktēriju konsorciju MDK.EKO-7 (2. att.). Vislielākais kolonijas veidojošo vienību (KVV) skaits, kuru ieguva no granulu virsmas pēc 72 h kultivēšanas, bija variantos Nr. 4, 6 un 7, kuri atbilst attiecīgi vienam Liepas sarkano mālu paraugam un diviem Planču mālu paraugiem. Salīdzinot granulu paraugus ar bioplēvi Nr. 1 un 2, kuri atbilst attiecīgi Liepas sarkano mālu lodēm un puslodēm, enzimātiskā aktivitāte bija būtiski lielāka paraugam Nr. 2, t.i., uz pusložu virsmas. Ar skenējošo mikroskopiju bija pierādīts nevienmērīgs šūnu sadalījums uz granulu virsmas, vairums baktēriju atradās keramikas porās (3. att). No iegūtajiem rezultātiem secināts, ka Liepas sarkanie un Planču māli ir piemērots izejmateriāls mikroorganismu nesēja izgatavošanai. Keramikas nesēja kvalitāte lielā mērā ir atkarīga no keramikas granulu ražošanas tehnoloģijas, piedevu sastāva un bioplēves veidošanās apstākļiem. 1.att. 2.att. 3.att.

51 Notekūdeņu un augsnes attīrīšanas procesu pētījumi Eksperimentos ar baktēriju konsorciju MDK-EKO-7 keramikas granulu paraugam Liepa S brūna 1: C bija konstatēta bioplēve uz granulu virsmas ar visaugstāko enzimātisko aktivitāti. Izmantojot projekta 2.posmā konstruētu 5-kolonnu (katras kopējais tilpums 1,58 L) biofiltrācijas modeļu sistēmu, testēja keramikas granulu efektivitāti mikroorganismu imobilizēšanas un organiskā piesārņojuma degradēšanas procesos. Rezultāti liecina par keramikas granulu piemērotību iekļaušanai biofiltrācijas kolonnu nesēja sastāvā, tomēr ir nepieciešami turpmākie pētījumi procesa optimizācijai. Lai pārbaudītu uz keramikas granulām imobilizēto baktēriju aktivitāti piesārņotā augsnē, veica divus gadus ilgu eksperimentu pilota iekārtu mērogā. Eksperimentā salīdzināja variantus ar baktēriju atšķirīgo imobilizācijas metodi uz keramikas granulām. Rezultāti pierādīja, ka imobilizētās baktērijas saglabā dzīvotspēju kā dehidratācijas rezultātā, tā arī ilgstoši atrodoties piesārņotā augsnē, ieskaitot ziemas periodu. No tā izriet, ka šos pētījumus var raksturot kā perspektīvu virzienu augsnes attīrīšanas tehnoloģijas pilnveidošanā. Biofiltrācijas kolonnu modeļu sistēma. Veģetācijas eksperimenti ar keramikas granulām. A keramikas granulu savākšana eksperimenta beigās; B eksperimentālas sistēmas piesārņotā augsne + keramikas granulas ar bioplēvi + augi sastāvdaļu paraugu noņemšana testēšanai.

52 Secinājumi un perspektīvas Liepas sarkanie, Planču u.c. māli ir piemērots izejmateriāls mikroorganismu imobilizācijai. Keramikas nesēja īpašības un mijiedarbība ar mikroorganismu šūnām lielā mērā ir atkarīgas no keramikas granulu ražošanas tehnoloģijas, piedevu sastāva un bioplēves veidošanās apstākļiem. Veikta adhēzijas un bioplēves veidošanās apstākļu optimizēšana, lai iegūtu maksimāli daudz enzimātiski aktīvu imobilizētu šūnu. Vides attīrīšanas modeļeksperimentos parādīts, ka uz keramikas granulām imobilizētas baktērijas ilgstoši saglabā dzīvotspēju un aktīvi darbojas vides attīrīšanā no kaitīgām organiskām vielām gan augsnē, gan ūdenī, gan arī gaisā. Izpētīts dabisko mālu mikrobioloģiskais piesārņojums. Konstatēts, ka mālu plasticitāti var palielināt ar baktēriju sintezētiem eksopolisaharīdiem. Atsevišķiem mālu materiāliem atklātas praksē izmantojamas antibakteriālas īpašības.

53 Apakšprojekta rezultatīvie indikatori Izstrādāti un aizstāvēti 2 bakalaura un 2 maģistra darbi. Piedalīšanās Zinātnieku naktī 2010 Klimats, daba un cilvēks un Zinātnieku naktī 2013 Ūdens. Pētījumu rezultāti prezentēti ikgadējās LU konferencēs, kā arī 5 starptautiskās konferencēs (13 tēzes) Rezultāti apkopoti 24 zinātniskās publikācijās Izstrādāts viens skolēnu zinātniski pētnieciskais darbs. Populārzinātniska publikācija Ilustrētā Zinātnē, Piedalīšanās 1. Baltijas Mikrobiologu kongresa organizēšanā un tēžu krājuma sagatavošanā un izdošanā, g. 31. oktobris 4. novembris.

54 Kopsavelkot Projekta kopējie rezultāti ir augsti un tomēr tā ir tikai daļa no uzsāktā un iecerētā, kas būtu attīstāmi nākotnē. Vienlaicīgi projekta lielākais ieguvums ir ļoti atšķirīgiem pētnieku kolektīviem spēt tieši sadarboties noteiktu mērķu sasniegšanā -savstarpēji apmainoties ar pētījumu starprezultātiem, nepublicētiem un ar patentiem neaizsargātiem risinājumiem. Tas ir ļāvis ārkārtīgi īsos termiņos no vienkāršām izejvielām Latvijas zemes dzīlēs iegūt jaunus augstvērtīgus produktus ar augstu komerciālo vērtību un tie ir pieejami ražotājiem produktu turpmākajai attīstībai. Šajā punktā pētniecība un zinātne ir daudz padarījusi un daudz vairāk ir iesākts un turpinās. Tomēr šo jauno tehnoloģiju un produktu ieviešana ražošanā turpmāk jau ir atkarīga no valsts atbalsta ieguves un pārstrādes rūpniecībai, kas pašreizēji diemžēl ir vērsta citā virzienā.

55 Noslēguma piezīmes Ir visai loģiski sagaidīt un prasīt no Valsts pētījumu programmas projekta noteiktu ekonomisko lietderību un efektivitāti. Šajā nozīmē, piemēram, gadā sasniegtais attiecībā pret valsts piešķirto finansējumu tas atzīstams par efektīvu salīdzinājumā ar attīstītām Rietumeiropas valstīm. Tā tikai 25 šogad publicētās SCI publikācijas daudzkārtīgi pārsniedz tam nepieciešamo resursu daudzumu citas zemēs. Aprēķinos iekļaujot zinātniskos rakstus un monogrāfijas, tad projekta zinātniskās darbības efektivitāte pārsniedz mūsu kolēģu sniegumu citās zemēs vairāk kā 10 reizes. Ja šādu aprēķinu veicam attiecībā uz lietišķiem rezultātiem un iekļaujam gadā 5 iesniegtos un reģistrētos patentus un 5 izstrādātos konkurētspējīgus produktus, tad arī šajā ziņām Valsts pētījumu programmas projekts ir vērtējams kā ekonomiski ļoti efektīvs un pārsniedz jebkurus rādītājus labi pazīstamos pētniecības centros Rietumeiropā. Līdzīgi zinātniski un lietišķi rezultāti ir iegūti ari citos mūsu VPP projektos un arī to rezultativitāte ir ārkārtīgi augsta. Iespējams, ka patiešām šāda efektivitāte ir nesamērīga un lēmēji nākamajā periodā ( ) ir būtiski samazinājuši iespējas šādu rezultātu sasniegšanai prioritātes ir paplašinātas ar jauniem un jauniem pētniecības virzieniem, kas mērķtiecīgi virza pētniecības rezultativitāti un tuvina to tradicionālai Eiropā.

56 Pateicos par uzmanību un atbalstu! Un visiem projekta dalībniekiem par sekmīgu un rezultatīvu darbu!

57 Valsts pētījumu programmas 1. projekts Zemes dzīles uzdevumi 3. posma realizācijai (no 2013.gada 1.februāra līdz 2013.gada 30.novembrim) Pētījumos gadā ir atklātas vairākas nezināmas likumsakarības un galvenokārt mālu parametru savstarpējās saiknes, kas ļaus nākamajā pētījumu posmā tās pārbaudīt un iestrādāt lietišķas ievirzes pētījumos un tehnoloģijās (tās gadā nostiprinātas 4 saņemtos patentos un vienā patenta pieteikumā, nostiprinātas arī gadā). Noteikti galvenie uzdevumi katram apakšprojektam individuāli: 1.apakšprojektā Latvijas mālu piemērotības novērtēšana jaunu produktu un to ražošanas tehnoloģiju izstrādei tiks turpināti eksperimentāli pētījumi attīstot māla un kūdras iegulu pētījumus ar ģeofizikālām metodēm, pētīti dažādi Latvijā sastopamo māla iegulu veidi, to veidošanās apstākļi un novērtēta to piemērotība selektīvai noteikta sastāva izejvielas ieguvei. Tiks apkopoti dati par Latvijas derīgajiem izrakteņiem ietverot VPP rezultātus un izdoti sociālo partneru un uzņēmēju mērķauditorijai paredzētā monogrāfiskā izdevumā. Atsevišķs uzdevums ir visu apakšprojektu zinātnisko rezultātu publicēšanas nodrošināšana. 2.apakšprojektā Augsti dispersu sistēmu ieguves tehnoloģija un izpēte uz Latvijas mālu pamatnes inovatīvam pielietojumam sorbcijas procesos, vides tehnoloģijās, medicīnā un kosmetoloģijā tiks turpināti eksperimenti par organisko krāsvielu adsorbciju no ūdens šķīdumiem uz dabīgiem un modificētiem Latvijas devona, kvartāra un triasa māliem ar mērķi noteikt katjonu apmaiņas kapacitāti: (1.) Latvijas mālu modificēšana ar vairākām papildus ķīmiskām metodēm un modificēšanas ietekme uz to fizikāli ķīmisko īpašību izmaiņām un mālu attīrīšanas efektivitāti; (2) dažādu organisku savienojumu (aminoskābju un taukskābju) sorbcija uz modificētiem māliem; (3) mālu kompozītmateriāla kā sorbenta īpašību papildus pētījumi un atbilstošam inovatīvam sastāvam un tehnoloģijai patenta pieteikuma sagatavošana un iesniegšana; (4) disperso izejvielu izcelsmes noskaidrošana vēsturisko keramisko materiālu fragmentu sastāvos un vēsturiski pielietoto tehnoloģiju prognozes; (5) VPP visā periodā veikto pētījumu rezultātu izvērtējums un analīze definētam mērķim, kā arī rezultātu publicēšana. 3.apakšprojekta Jauni keramikas materiāli un tehnoloģijas turpmākais pētnieciskais darbs tiks saistīts ar izstrādāto materiālu detalizētu īpašību analītisku izpēti, tai skaitā saistībā ar laboratorijā pielietotām tehnoloģijām. Tiks pētīts diferencētas apstrādes (ķīmiskā, mehāniskā un mikrobioloģiskā apstrāde) pielietojums Latvijas atradņu mālu modificēšanai un tās efektivitāte uz saķepinātā keramikas produkta īpašībām, arī illītu mālu kā aktīvas nanodaļiņu saturošas piedevas ietekme uz jaukta sastāva augstas stiprības keramikas saķepšanu un īpašībām. Lietišķi nozīmīgi būs bagātinātu Latvijas kvarca smilšu ietekme uz A/S VSŠ stikla kausējamo krāšņu energoietilpības samazinājumu. Šo pētījumu rezultāti tiks publicēti zinātniskos izdevumos un būs pieejami arī tehnologiem, uzņēmējiem. 4.apakšprojekta Energotaupīgas augsti poraina keramzīta iegūšanas tehnoloģijas no Latvijas māliem turpmākā darba virzieni izriet no zinātniskiem sasniegumiem gadā un paredz (1) augsttemperatūras šūnu keramika un keramzīts specializētiem pielietojuma veidiem ar caurlaidīgu ārējo apvalku, ar paaugstinātu granulu stiprību un salaizturību; (2) kompaktta poraina keramika no mālu un oksīdu izejvielām ar caurejošu poru struktūru sorbcijas un filtrācijas procesu vajadzībām; (3) sorbenti no mālu izejvielām ar selektīvu iedarbību (piem., fosfātu sorbciju). 5.apakšprojektā Kūdras īpašību un modifikācijas iespēju izpēte jaunu izmantošanas risinājumu izstrādei tiks turpināta zemo purvu kūdras izmantošanas iespēju izpēte metālisko elementu (tajā skaitā smago metālu jonu) sorbcijai, kūdras modifikācijas iespēju izpēte izmantojot graftpolimerizāciju, kā arī modificētas kūdras izmantošanas iespēju izpēte fosfora savienojumu sorbcijai. 6.apakšprojektā Uz keramzīta bāzes izveidoti jauni biotehnoloģijas produkti un tehnoloģijas tiks turpināti ļoti sekmīgie eksperimenti ar jaunizveidotām papildus modeļu sistēma ar 5 kolonnām. Tiks pētīta imobilizēto mikroorganismu populāciju dinamika uz keramzīta virsmas, kā tiks veikta keramzīta materiālu antimikrobiālās aktivitātes un tās pielietošanas izpēte.