國外太瘋狂!用比黃金還貴的材料來做磚頭!

4月24日,英國埃克塞特大學的工程學教授Monica Craciun將石墨烯用於製造混凝土材料,可讓建築材料的強度提高2倍、耐水性提高4倍,且降低了40%的碳排放量。相關研究已經被髮表在《新型功能材料》雜誌上。

國外太瘋狂!用比黃金還貴的材料來做磚頭!

石墨烯最初於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藉其極高的強度和導熱、導電性,已經成為科學界最有名的材料之一。

國外太瘋狂!用比黃金還貴的材料來做磚頭!

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,然後加入水泥和骨料,整個過程的工藝技術要求並不高,這樣就能夠實現大規模的工業生產。

更重要的是,用這種製造方法生產混凝土,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。

國外太瘋狂!用比黃金還貴的材料來做磚頭!

製造完成後,這種增強混凝土材料和普通混凝土相比,抗壓強度增加了146%、彎曲強度增加了79.5%、滲水率降低了近400%,這就意味著由這種增強混凝土製成的建築能夠更加耐用,尤其是在洪水氾濫或降雨量大的沿海地區,在地震帶區域或許也是更好的選擇。

國外太瘋狂!用比黃金還貴的材料來做磚頭!

不過,儘管這種材料各方面條件都超過普通混凝土,但是研究人員人員並未公佈相關的造價,要知道,雖然石墨烯炙手可熱,但製備起來並非易事,更別提用於建築材料還需要大規模製造。

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

國外太瘋狂!用比黃金還貴的材料來做磚頭!

此次研究的負責人Monica Craciun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,該獎學金每年只給予8位學者。Craciun教授於2010年加入克塞特大學從事納米技術、電子器件和量子現象的研究,她同時也是石墨烯科學中心的會員。

研究人員下一步的計劃便是進行更多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,以及確定微小的石墨烯顆粒是否會對人體的健康造成影響。


分享到:


相關文章: