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英國研發石墨烯混凝土 比傳統建筑材料更省更強

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年11月08日  

石墨烯技術應用建筑行業,提高混凝土的強度和彎曲度。

英國埃克塞特大學的工程學教授MonicaCraciun將石墨烯用于制造混凝土材料,可讓建筑材料的強度提高2倍,耐水性提高4倍,且降低了40%的碳排放量,相關研究已經被發表在《新型功能材料》雜志上。

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石墨烯最初于2004年首次被英國曼切斯特的兩位物理學家成功分離提取,他們還憑此獲得了諾貝爾物理學獎。到現在,這種單層碳原子材料憑借其極高的強度和導熱、導電性,已經成為科學界最著名的材料之一。

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此次研究人員則是將石墨烯整合進了普通混凝土材料當中,利用納米技術將原子級的石墨烯薄片懸浮在水中,然后加入水泥和骨料,整個過程的工藝技術要求并不高,這樣就能實現大規模的工業生產。

更重要的是,用這種制造方法生產混凝土,同樣的產出量可節省50%的水泥原材料,而水泥原材料的生產需要大量的煤炭,也就是說新的方法可節省50%的碳排放量,研究人員給出的量化指標是每噸材料能夠減少446千克的碳排放量。

制造完成后,這種增強混凝土和普通混凝土相比,抗壓強度增加了146%、彎曲強度增加了79.5%、滲水率降低近了400%,這就意味著由這種增強混凝土制成的建筑能夠更加耐用,尤其在洪水泛濫或降雨量大的沿海地區,在地震帶區或許也是更好的選擇。

不過,盡管這種材料各方面條件都超過普通混凝土,但研究人員并未公布相關的總價,要知道,雖然石墨烯炙手可熱,但制備起來并非易事,更別提用于建筑材料還需要大規模制造。

也正是因為難以制備,雖然目前市面上有諸多應用石墨烯的概念產品,包括染發、LED燈、超級電池、濾水器甚至超導材料,但真正商業化落地的產品少之又少。

此次研究的負責人MonicaCraciu教授,曾獲得荷蘭代爾夫特理工大學的物理學博士學位,在校期間還獲得EPSRC工程獎學金,該獎學金每年只給與8位學者,Craciun教授與2010年加入克塞特大學從事納米技術的、電子器件的和量子現象的研究,她同時也是石墨烯科學中心的會員。

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研究人員下一步所謂計劃便是進行更多的推進該材料商業化落地的研究,包括如何在性價比最佳的條件下大規模進行生產,以及確定微笑的石墨烯顆粒是否會對人體的健康造成影響。

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