Спасение климата и дорог. Ученые научились перерабатывать пластик в графен

15 февраля 2021, 20:03
Цей матеріал також доступний українською

Пластиковый мусор окружает нас повсюду, и с каждым годом его становится все больше, ведь он не разлагается. Ученые давно бьются над вопросом, что делать с ненужным пластиком, и, кажется, нашли один из вариантов ответа — создавать графен.

Сейчас существуют несколько способов переработки пластика для вторичного использования. Например, пластиковые пакеты научились прессовать в небольшие гранулы, которые можно использовать для создания строительных материалов. Тем не менее, полное разложение пластика — все еще большой знак вопроса для человечества, ведь в природе он разлагается несколько сотен лет.

Видео дня

Новый метод может стать как минимум одним из вариантов ответа на этот вопрос. Метод «мгновенного нагрева Джоуля», о котором подробно рассказало издание Massive Science, превращает пластик в графен.

Что такое графен и зачем он нужен?

Графен — ультратонкий, но при этом очень крепкий биоматериал (в 200 раз прочнее стали), который легко перерабатывается. Обычно он добывается при помощи графита, который затем нужно разделять на слои — это дорогостоящее и не самое экологичное занятие.

Если же добывать графен при помощи пластиковых отходов, то ученые смогут существенно снизить производственные затраты. А это, в свою очередь, может привести к выходу графена за пределы исследований — его можно будет добавлять в бетон, асфальт и даже резину для повышения производительности и прочности этих материалов.

Также переработка пластика в графен станет большим шагом для очищения окружающей среды. Непосредственная добыча графита, из которого потом делают графен — достаточно «грязное» дело. Но что еще более важно — благодаря этому способу человечество сможет уменьшить количество пластикового мусора, который копится на свалках. И, хотя биоразглагаемость графена еще не изучена досконально, уже есть исследования, подтверждающие, что этот материал может разрушаться в течение нескольких месяцев.

Как это делать?

Джоулевое мгновенное нагревание на самом деле является довольно простым процессом — чтобы добыть графен, нужно пропустить большой ток через пластмассовые материалы. При этом, это достаточно распространенный метод нагрева — например, он используется в работе утюга. Но, если соблюдать необходимые условия, то это тепло может вызывать химические превращения.

Пластиковые отходы должны быть относительно небольшими (1−2 мм), чтобы они могли проводить электричество — большие куски могут обладать сопротивлением. После первичной обработки по этим маленьким кусочкам пластика пускают очень сильный ток, нагревающий его. Выброс тепла химически преобразует пластик в графен низкого качества, водород и углеводороды. Затем низкокачественный графен можно нагреть еще раз, чтобы получить более высококачественный материал.

Почему это полезно?

Это открытие ученых уже привело к открытию стартапа Universal Matter, который работает над методом «мгновенного нагрева Джоуля» для переработки пластиковых отходов в промышленных масштабах. И это шаг вперед как для окружающей среды по сравнению с традиционным способами сортировки и переработки пластика, так и для улучшения материалов в будущем при помощи графена.

По оценкам ученых, преобразование тонны пластиковых отходов в графен обойдется всего в 124 доллара. Традиционная обработка пластика обходится, по их же оценкам, в 150 долларов — но при этом, в конце-концов, на свалках все равно оказывается огромное количество пластика. Именно поэтому обычным методам нужна альтернатива — и создание графена из пластика может стать одной из таких.

Ученые уверены, что за графеном будущее — и планируют использовать его в качестве добавки в цемент для строительства, асфальтовые дороги и разные полимеры. Аналитики с ними согласны и прогнозируют рынку этого материала рост на 40% за следующие пять лет — в том числе благодаря огромному количеству доступного пластикового мусора, который наконец может стать полезным.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Рассылка о том как технологии изменяют мир
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X