Istraživanje sprovedeno na Univerzitetu Rice donosi revolucionarno otkriće u građevinskoj industriji, pokazujući da grafen, dobijen iz metalurškog koksa, proizvoda na bazi uglja, ima potencijal ne samo da ojača cement, već i da u potpunosti zameni pesak u sastavu betona.
.jpg)
Ilustracija (Foto: Pixabay)
Ova inovacija dolazi u ključnom trenutku, s obzirom na to da prekomerno iskopavanje peska predstavlja sve veći ekološki i resursni problem, uzimajući u obzir da je beton, odmah nakon vode, drugi najviše korišćeni materijal na svetu.
S obzirom na projekcije da će do 2050. godine većina svetske populacije živeti u urbanim sredinama, što implicira rastuću potrebu za betonom a time i peskom, istraživači su se okrenuli alternativama. Vađenje peska, koje trenutno dostiže oko 50 milijardi tona godišnje, trostruko se uvećalo u poslednje dve decenije, što veoma štetno utiče na okolinu.
Oglas
Prilikom proizvodnje cementa proizvede se 8% globalnih emisija CO2, dok neuređeno vađenje peska ugrožava rečne i obalne ekosisteme. Ova problematika, prema izveštaju Ujedinjenih Nacija iz 2022. godine, može dovesti do globalne "krize peska", uzrokovane rastućom potražnjom i urbanim širenjem.
Laboratorija koju vodi James Tour je koristeći Džulovu tehniku zagrevanja na metalurškom koksu razvila grafen koji može da bude zamena za pesak. Početne analize su pokazale da je grafen sličnih dimenzija kao pesak, što je podstaklo dalje istraživanje njegove primene u betonu. Rezultati su pokazali da beton sa grafenom ne samo da zadržava mehanička svojstva standardnog betona, već je 25% lakši od njega, a podjednako čvrst.
Primena tehnike zagrevanja, koju laboratorija Tour koristi u različite svrhe, uključujući sintezu nanomaterijala i reciklažu, omogućava bržu i masovniju proizvodnju grafena u odnosu na druge metode. Ova tehnologija predstavlja korak ka smanjenju zavisnosti od prirodnog peska i smanjenju emisija ugljenika u industriji betona, otvarajući put ka održivijem urbanom razvoju.
Iako će za komercijalnu primenu biti potrebno smanjenje cene grafena, ovo otkriće ukazuje na postojanje alternativa koje zaslužuju dalje istraživanje. Satish Nagarajaiah, koautor studije, ističe da pesak čini čak 30% betona i da bi zamena peska grafenom mogla dovesti do poboljšanja kvaliteta betona i značajnih ušteda.
Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu ACS Applied Materials & Interfaces.
