Порятунок планети і матеріали майбутнього: з пластикових відходів навчились виготовляти графен, він у 200 разів міцніший за сталь

З графену виготовлятимуть
матеріали майбутнього

Зараз є кілька способів переробки пластику для вторинного використання. Наприклад, пластикові пакети навчилися пресувати в невеликі гранули, які можна використовувати для створення будівельних матеріалів. Проте цілковите розкладання пластику - ще досі великий знак питання для людства, адже в природі він розкладається кілька сотень років.

Новий метод може стати як мінімум одним з варіантів відповіді на це питання. Метод «миттєвого нагрівання Джоуля», про який докладно розповіло видання Massive Science, перетворює пластик у графен.

Що таке графен і навіщо він потрібен?

Графен - ультратонкий, але водночас дуже міцний біоматеріал (у 200 разів міцніший за сталь), який легко переробляється. Зазвичай його видобувають за допомогою графіту, який потім потрібно розділяти на шари - це дороге і не найекологічніше заняття.

Якщо ж добувати графен за допомогою пластикових відходів, то вчені зможуть істотно знизити виробничі витрати. А це, натомість, може привести до виходу графену за межі досліджень - його можна буде додавати в бетон, асфальт і навіть гуму для підвищення продуктивності і міцності цих матеріалів.

Також переробка пластику в графен стане великим кроком для очищення довкілля. Безпосереднє видобування графіту, з якого потім виготовляють графен - досить «брудна» справа. Та що ще важливіше - завдяки цьому способу людство зможе зменшити кількість пластикового сміття, яке збирається на звалищах. І хоча біорозкладання графену ще не вивчили достеменно, вже є дослідження, які підтверджують, що цей матеріал може руйнуватися протягом кількох місяців.

Создан прототип футуристичной океанической станции для сбора пластиковых отходов из воды (ФОТО, ВИДЕО)

Як це робити?

Джоулеве миттєве нагрівання насправді є досить простим процесом - щоб добути графен, потрібно пропустити великий струм через пластмасові матеріали. Водночас це досить поширений метод нагріву - наприклад, його використовують у роботі праски. Але, якщо дотримуватися необхідних умов, то це тепло може викликати хімічні перетворення.

Пластикові відходи мають бути порівняно невеликими (1-2 мм), щоб вони могли проводити електрику - великі шматки можуть мати опір. Після первинної обробки через ці маленькі шматочки пластика пускають дуже сильний струм, що нагріває його. Викид тепла хімічно перетворює пластик у графен низької якості, водень і вуглеводні. Потім низькоякісний графен можна нагріти ще раз, щоб отримати високоякісніший матеріал.

Чому це корисно?

Це відкриття вчених вже привело до відкриття стартапу Universal Matter, який працює над методом «миттєвого нагріву Джоуля» для переробки пластикових відходів у промислових масштабах. І це крок вперед як для навколишнього середовища в порівнянні з традиційним способами сортування і переробки пластику, так і для поліпшення матеріалів у майбутньому за допомогою графену.

У Кореї розробили прозорі сонячні панелі нового покоління, які можна вбудовувати у вікна та смартфони

За оцінками вчених, перетворення тонни пластикових відходів у графен обійдеться всього в 124 долари. Традиційна обробка пластику обходиться, за їхніми ж оцінками, в 150 доларів - але при цьому, врешті-решт, на звалищах все одно опиняється величезна кількість пластику. Саме тому звичайним методам потрібна альтернатива - і створення графену з пластику може стати однією з таких.

Науковці впевнені, що за графеном майбутнє - і планують використовувати його як добавку в цемент для будівництва, асфальтові дороги і різні полімери. Аналітики з ними згодні і прогнозують ринку цього матеріалу зростання на 40% за наступні п’ять років - зокрема завдяки величезній кількості доступного пластикового сміття, яке нарешті може стати корисним.

Винайдено надміцну плитку з переробленого пластику. Вона дешевша і міцніша за бетонну (ФОТО)