Низкокачественный графен из старых шин укрепит бетонные конструкции — Naked Science
Сергей Васильев

Низкокачественный графен из старых шин укрепит бетонные конструкции

4.4

Химики разработали технологию получения графена из выброшенных автомобильных покрышек: десятой доли процента такого материала достаточно, чтобы бетон стал прочнее почти на треть.

©Michael R, Flickr

Каждый год в мире выбрасывают почти миллиард старых автомобильных покрышек. Этот мусор представляет собой серьезную глобальную проблему, и ученые ищут новые пути для переработки и повторного использования материалов шин — в принципе из них можно получать даже компоненты литийионных аккумуляторов. А недавно химики из Университета Райса научились производить из старых покрышек графен — низкокачественный, но подходящий для добавления в цементный раствор и получения из него бетона повышенной прочности.

Авторы отмечают, что и сам бетон — заметный источник парниковых газов в атмосфере. Поэтому если использование более прочных сортов позволяет увеличить время эксплуатации построенных сооружений, это тоже послужит на пользу окружающей среде, вдобавок сэкономив ресурсы. Статья с описанием нового метода использования старых шин в бетоне опубликована в журнале Carbon.

Новинка опирается на «флэш»-технологию, которую Джеймс Тур (James Tour) и его коллеги представили около года назад. Она позволяет сжигать органические отходы в мощных и коротких (от 0,3 до одной секунды) электрических разрядах, превращая их в чистый углерод. Атомы углерода образуют графен с турбостратной — сильно разупорядоченной, с большим количеством дефектов — структурой. В отличие от «качественного» графена, он лучше растворяется, что облегчает некоторые варианты применения.

Турбостратный “флэш”-графен (turbostratic flash graphene, tFG) под электронным микроскопом / ©James Tour, Rice University

Теперь Джеймс Тур с соавторами адаптировали процесс к переработке старых шин. Сегодня углеродные остатки, образующиеся после извлечения их них всех ценных веществ, практически бесполезны. Однако теперь их можно обрабатывать электрическими разрядами, превращая до 70 процентов исходного материала в турбостратный графен для добавления в цементный раствор. При использовании такого углерода в смеси с измельченными шинами эта цифра составляет около 47 процентов.

Далее ученые проверили влияние «турбостратного “флэш”-графена» (tFG) на бетон, добавляя его в портландцемент в количестве от 0,1 до 0,5 весовых процента. После застывания в течение всего лишь семи дней материал продемонстрировал на 30 процентов большую прочность на сжатие. По оценкам авторов, стоимость процесса при промышленном применении составит порядка 100 долларов за тонну исходного материала.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Вчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: