Grafén vyrobený zo starých pneumatík pomôže spevniť betón
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 31. 3. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci z univerzity Rice vyvinuli nový postup na premenu starých pneumatík na grafén, ktorý sa môže potom použiť na výrobu betónu. Nielenže je to šetrnejšie k životnému prostrediu, ale tím tvrdí, že výsledný betón je aj podstatne pevnejší.
Výskum vychádza z predchádzajúcej práce tímu na výrobu grafénu procesom nazývaným ako „flash Jouleov ohrev“. V zásade to spočíva v použití nárazového elektrického výboja na rýchle prehriatie takmer ľubovoľného zdroja uhlíka na teplotu asi 2 725 ° C a jeho premenu na grafénové vločky. Konkrétne ide o formu materiálu známeho ako turbostratický grafén, ktorý má vrstvy, ktoré nie sú dokonale zhodné. Vďaka tomu je vyrobený grafén rozpustnejší a ľahšie sa integruje do kompozitných materiálov.
Minulý rok predviedol tím techniku využívania odpadových produktov, ako sú potraviny alebo plasty, a teraz prešiel na vyradené pneumatiky. Vedci tvrdia, že predchádzajúce snahy o premenu pneumatík priamo na grafén nepriniesli najlepšie výsledky, takže sa v novej štúdii obrátili na zvyšky materiálu po tom, čo si prešli recyklačným procesom.
Pyrolýza spočíva v spaľovaní pneumatík v prostredí s nízkym obsahom kyslíka, čo vytvára olej, ktorý je veľmi užitočný pre rôzne priemyselné procesy. Ale tiež produkuje pevný zvyšok uhlíka, pre ktorý je ťažšie nájsť uplatnenie. Vedci však zistili, že tieto sadze získané z pneumatík môžu byť skvelým kandidátom na výrobu grafénu. Keď materiál podrobili flash Joulovmu zahrievaniu, asi 70 percent z neho bolo prevedeného na grafén, zatiaľ čo zmes drvenej gumy z pneumatík a komerčných sadzí poskytla asi 47 percent.
Tím ďalej demonštroval konkrétny prípad použitia nového grafénového materiálu na výrobu betónu. Výskumníci pridali 0,1 hmotnosti na percento pre grafén vyrobený zo sadzí pneumatík a 0,05 hmotnosti na percento pre zmes sadzí a drvenej gumy do portlandského cementu. Zistili, že betónové valce vyrobené z tohto cementu vykazovali asi o 30 percent lepšiu pevnosť v tlaku ako betón vyrobený bez prísady grafénu.
Vedci tvrdia, že betón vystužený grafénom má aj niekoľko environmentálnych výhod. Nielen, že by to mohlo pomôcť zabrániť tomu, aby vyradené pneumatiky skončili na skládke, ale mimoriadna pevnosť vyrobeného betónu by mohla znížiť množstvo tohto stavebného materiálu potrebného v konštrukciách. Výroba bežného betónu totiž údajne produkuje až 9 percent svetových emisií oxidu uhličitého. Ak by sa na cesty, budovy a mosty použilo menej betónu, znížili by sa aj emisie.
