英国研发石墨烯混凝土 比传统建筑材料更省更强

2018-10-19 14:40:20 37

石墨烯技术应用建筑行业,提高混凝土的强度和弯曲度

英国埃克塞特大学的工程学教授Monica Craciun将石墨烯用于制造混凝土材料,可让建筑材料的强度提高2倍,耐水性提高4倍,且降低了40%的碳排放量,相关研究已经被发表在《新型功能材料》杂志上。




石墨烯最初于2004年首次被英国曼切斯特的两位物理学家成功分离提取,他们还凭此获得了诺贝尔物理学奖。到现在,这种单层碳原子材料凭借其极高的强度和导热、导电性,已经成为科学界最著名的材料之一。


此次研究人员则是将石墨烯整合进了普通混凝土材料当中,利用纳米技术将原子级的石墨烯薄片悬浮在水中,然后加入水泥和骨料,整个过程的工艺技术要求并不高,这样就能实现大规模的工业生产。

更重要的是,用这种制造方法生产混凝土,同样的产出量可节省50%的水泥原材料,而水泥原材料的生产需要大量的煤炭,也就是说新的方法可节省50%的碳排放量,研究人员给出的量化指标是每吨材料能够减少446千克的碳排放量。

制造完成后,这种增强混凝土和普通混凝土相比,抗压强度增加了146%、弯曲强度增加了79.5%、渗水率降低近了400%,这就意味着由这种增强混凝土制成的建筑能够更加耐用,尤其在洪水泛滥或降雨量大的沿海地区,在地震带区或许也是更好的选择。

不过,尽管这种材料各方面条件都超过普通混凝土,但研究人员并未公布相关的总价,要知道,虽然石墨烯炙手可热,但制备起来并非易事,更别提用于建筑材料还需要大规模制造。

也正是因为难以制备,虽然目前市面上有诸多应用石墨烯的概念产品,包括染发、LED灯、超级电池、滤水器甚至超导材料,但真正商业化落地的产品少之又少。

此次研究的负责人Monica Craciu教授,曾获得荷兰代尔夫特理工大学的物理学博士学位,在校期间还获得EPSRC工程奖学金,该奖学金每年只给与8位学者,Craciun教授与2010年加入克塞特大学从事纳米技术的、电子器件的和量子现象的研究,她同时也是石墨烯科学中心的会员。



研究人员下一步所谓计划便是进行更多的推进该材料商业化落地的研究,包括如何在性价比最佳的条件下大规模进行生产,以及确定微笑的石墨烯颗粒是否会对人体的健康造成影响。

科技 石墨烯技术

编辑 巩阳

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