Πως τα σκουπίδια μπορούν να γίνουν γραφένιο

Το γραφένιο, είναι ένα ανθεκτικό και άκρως αγώγιμο υλικό που αποτελείται από δισδιάστατα φύλλα ατόμων άνθρακα, τα οποία σχηματίζουν ένα εξαγωνικό πλέγμα.



Τα χαλασμένα φαγητά, οι πλαστικές συσκευασίες, τα παλιά λάστιχα αυτοκινήτου και πολλά άλλα υλικά που πετιούνται στα σκουπίδια, μπορούν πλέον να μετατραπούν στο «θαυματουργό» υλικό γραφένιο, χάρη σε μια καινοτόμα τεχνολογία που ανέπτυξαν ερευνητές στις ΗΠΑ.

Οι χημικοί μηχανικοί του Πανεπιστημίου Ράις του Τέξας, με επικεφαλής τον Τζέιμς Τουρ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», βρήκαν ένα τρόπο να μετατρέπουν σε γραφένιο όλα τα άχρηστα υλικά που περιέχουν άνθρακα, ουσιαστικά επιταχύνοντας την αντίστοιχη αργή φυσική διαδικασία μέσω της οποίας σχηματίζεται άνθρακας (γραφίτης) στα βάθη της Γης.

Η τεχνική είναι σχετικά απλή και φθηνή, ενώ θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για να μειωθεί το «αποτύπωμα» του άνθρακα στο περιβάλλον. H μετατροπή απαιτεί τα σκουπίδια να υφίστανται επεξεργασία με παλμούς λέιζερ υψηλής ενέργειας, σε υψηλές θερμοκρασίες περίπου 2.600 βαθμών Κελσίου.

«Ο κόσμος πετάει το 30% έως 40% των τροφίμων επειδή χαλάνε, ενώ και τα πλαστικά αποτελούν αιτία παγκόσμιας ανησυχίας. Δείξαμε ότι οποιοδήποτε στερεό υλικό με βάση τον άνθρακα μπορεί να μετατραπεί σε γραφένιο», δήλωσε ο Τουρ. «Ουσιαστικά παγιδεύουμε αέρια του θερμοκηπίου, όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο, που τα σκουπίδια θα είχαν αποβάλει στις χωματερές, και τα μετατρέπουμε σε γραφένιο. Μπορούμε μετά π.χ. να προσθέσουμε αυτό το γραφένιο σε μπετόν, μειώνοντας έτσι την ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπεται κατά την παραγωγή του μπετόν», πρόσθεσε.



Οι ερευνητές εκτιμούν ότι αρκεί μια προσθήκη μόνο κατά 0,1% του γραφένιου στο τσιμέντο που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μπετόν, προκειμένου να μειωθεί το περιβαλλοντικό αποτύπωμα του τελευταίου κατά το ένα τρίτο. Η παραγωγή τσιμέντου εκτιμάται ότι ευθύνεται για περίπου το 8% των ανθρωπογενών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο.

Πρόσφατα Ιταλοί ερευνητές, σύμφωνα με το «Science», ανακάλυψαν ότι η προσθήκη γραφένιου στην άσφαλτο αυξάνει δραστικά την ανθεκτικότητα της και υπερδιπλασιάζει τη διάρκεια ζωής της. Το 2019 η ιταλική εταιρεία Iterchimica ασφαλτόστρωσε δοκιμαστικά ένα δρόμο 250 μέτρων στο Μιλάνο με άσφαλτο αναμιγμένο με γραφένιο.

Το γραφένιο, που ανακαλύφθηκε το 2004 και χάρισε το Νόμπελ στους δημιουργούς του, είναι ένα ανθεκτικό και άκρως αγώγιμο υλικό που αποτελείται από δισδιάστατα φύλλα ατόμων άνθρακα, τα οποία σχηματίζουν ένα εξαγωνικό πλέγμα. Το υψηλό κόστος παραγωγής του (67.000 έως 200.000 δολάρια ο τόνος) έχει όμως εμποδίσει έως τώρα την ευρεία χρήση για βιομηχανικές εφαρμογές του, όπως η ανάμιξη του στα οικοδομικά υλικά, στα πλαστικά, στα μέταλλα κ.α.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι θα κάνουν στο μέλλον την τεχνική τους ακόμη πιο οικονομική και φιλική στο περιβάλλον. Ήδη δημιούργησαν την εταιρεία Universal Matter για να αξιοποιήσουν εμπορικά την τεχνολογία τους.

πηγή: https://www.in.gr/2020/01/29/tech/protoporiaki-methodos-metatrepei-ta-skoupidia-se-grafenio/ – http://news.rice.edu/2020/01/27/rice-lab-turns-trash-into-valuable-graphene-in-a-flash-2/