РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Найден способ получать качественный графен из старых покрышек и армировать им бетон

Исследователи из Университета Райса разработали новый процесс преобразования старых покрышек в графен, который затем можно использовать для изготовления бетона. Это не только более экологично, но и, по словам команды, полученный бетон значительно прочнее.
Найден способ получать качественный графен из старых покрышек и армировать им бетон

Ученые смогли эффективно превращать старые шины в качественный, удобный для дальнейшего производства графен

Исследование основано на предыдущих достижениях команды в создании графена с помощью процесса, называемого мгновенным джоулевым нагревом. По сути, он включает использование разряда электричества для быстрого перегрева почти любого источника углерода примерно до 2725 ° C, превращая его в чешуйки графена. Эта конкретная форма материала известна как турбостратный графен, слои которого не совпадают идеально. Это позволяет ему легче растворяться и интегрироваться в композитные материалы.

В прошлом году команда продемонстрировала эту технику, используя отходы, такие как еда или пластик, а теперь перешла на выброшенные шины. Ученые утверждают, что предыдущие попытки превратить шины непосредственно в графен не дали наилучших результатов, поэтому для нового исследования они обратились к материалу, оставшемуся после того, как они прошли стандартный процесс переработки.

Срез, на котором видно, что совпадение тончайших слоев графена далеко от идеала
Срез, на котором видно, что совпадение тончайших слоев графена далеко от идеала Tour Research Group
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Пиролиз включает сжигание шин в среде с низким содержанием кислорода, в результате чего образуется масло, которое очень полезно для ряда промышленных процессов. Но при этом также остается твердый углеродный остаток, для которого труднее найти новую жизнь.

Исследователи из Университета Райса обнаружили, что углеродная «сажа», полученная из шин, является отличным кандидатом для производства графена. Когда они подвергли материал мгновенному джоулеву нагреву, около 70% исходного вещества было преобразовано в графен, в то время как смесь измельченной резины покрышек и технического углерода дала всего около 47%.

Затем команда продемонстрировала конкретный вариант использования нового графенового материала — производство бетона. Они добавили 0,1% по массе графена, полученного из технического углерода для шин, и 0,05 % по массе для смеси технического углерода и измельченной резины в портландцемент. Оказалось, что бетонные цилиндры, изготовленные из улучшенного цемента, показали примерно на 30% большую прочность на сжатие, чем бетон, сделанный без добавки графена.

Команда утверждает, что бетон, армированный графеном, имеет несколько экологических преимуществ. Его изготовление могло бы помочь предотвратить попадание отработанных шин на свалку, а дополнительная прочность конечного материала уменьшит количество бетона, необходимого для строительства.

«Бетон является самым активно производимым материалом в мире, и само его производство порождает до 9% процентов мировых выбросов углекислого газа», — поясняет Джеймс Тур, соавтор исследования. «Если мы сможем использовать меньше бетона на дорогах, зданиях и мостах, то сумеем устранить огромное количество химической грязи, попадающей в окружающую среду».

Загрузка статьи...