石墨烯“改变游戏规则”,使建筑物更加环保

来源: iGreen  作者: Fiona Harvey  时间: 2019.02.27  打印本页  分享:
混入混凝土中的碳形成了更强,更耐水的复合材料,可以减少排放
    新的科学研究表明,这种新型的“超级材料”烯的石墨可以成为使最古老的建筑材料之一变得更加绿色的关键。


石墨烯是由六方晶格中的单层原子制成的碳的一种形式。照片:nobeastsofierce / Alamy / Alamy

    石墨烯已被埃克塞特大学的科学家纳入传统的混凝土生产中,开发出一种复合材料,其强度是现有混凝土的两倍以上,防水性能是现有混凝土的四倍。

    之前与混凝土在使用中纳米技术的尝试不同,后者专注于修改现有的水泥成分,新技术允许将一层石墨烯悬浮在水中。

    研究人员认为,该方法可以产生高产率的无缺陷混凝土,可以与现代制造技术结合使用,并且可以以相对较低的成本进行扩大。

    该复合材料可以直接用于建筑工地,使用较少的混凝土和减少温室气体排放,可以建造坚固耐用的建筑。使用石墨烯意味着研究人员能够将用于制造混凝土的材料量大致减半。

    研究人员说,它的防水性使其适用于难以维护的区域的建筑,而复合材料的强度将使建筑物对未来的冲击和应变更具弹性。此外,该技术可以在未来将其他纳米材料纳入混凝土建筑中,这可以为行业的进一步创新铺平道路。

    埃克塞特大学工程系纳米科学教授Monica Craciun说:“我们的城市面临着来自全球污染,可持续城市化和灾难性自然事件恢复能力挑战的压力。这种新型复合材料在增强传统混凝土以满足这些需求方面是绝对改变游戏规则的“。

    烯石墨2004由年研究人员在曼彻斯特大学首次可靠生产的碳的一种形式,这项工作获得了两项诺贝尔奖。它由六角形晶格中的单层碳原子组成。它的结构赋予它重要的物理特性,包括有效的热量和电导率以及不寻常的强度。

    自罗马人以来,混凝土一直被用作建筑材料,其中一些混凝土结构至今仍然存在。它是最常见的建筑材料,还有钢材,但混凝土和水泥制造产生的温室气体排放仍然很高,部分原因是它们产生的能源,但也因为所需的化学过程涉及石灰石的破碎和释放二氧化碳。

    根据最近的一项研究碳排放披露项目,如果要实现巴黎的气候目标,水泥生产占全球碳排放量的6%,制造商必须大幅减产。

    大学埃克塞特的研究,题为在超高性能纳米工程石墨烯复合材料混凝土的多功能应用,被发表在杂志上先进功能材料,是由英国工程和物理科学研究理事会资助。

    迄今为止所测试的复合材料样品均符合英国和欧洲标准,因此应该可以使用复合材料该研究的第一作者迪米塔尔·迪莫夫说:“寻找更环保的方法,是减少全球碳排放的关键一步。这是朝着建立更加可持续的建筑业的正确方向迈出的关键一步“。