Исследователи из Университета Райса разработали новый процесс преобразования старых покрышек в графен, который затем можно использовать при изготовлении бетона. Это не только более экологично, но и, по словам команды, полученный бетон значительно прочнее.

Исследование основано на предыдущих открытиях команды в создании графена с помощью процесса, называемого мгновенным джоулевым нагревом. По сути, это включает использование электрического разряда для быстрого перегрева почти любого источника углерода примерно до 2725 ° C (4940 ° F), превращая его в чешуйки графена. В частности, это форма материала, известного как турбостратный графен, слои которого не совпадают идеально. Это делает его более растворимым и легче интегрируется в композитные материалы.

В прошлом команда уже демонстрировала эту технику, используя отходы, такие как еда или пластик, а теперь они перешли на выброшенные шины. 

Пиролиз включает сжигание шин в среде с низким содержанием кислорода, в результате чего образуется масло, которое необходимо для ряда промышленных процессов. Но он также производит твердый углеродный остаток, для которого труднее найти применение.

Исследователи из Райса обнаружили, что эта углеродная сажа, полученная из шин, является отличным материалом для производства графена. Когда они подвергли материал мгновенному нагреву, около 70 % его было преобразовано в графен, в то время как смесь измельченной резины для шин и коммерческой сажи дала около 47 %.

Затем команда продемонстрировала конкретный вариант использования нового графенового материала - производство бетона. Они добавили 0,1 мас.% для графена, полученного из технического углерода для шин, и 0,05 мас.% для смеси технического углерода и измельченной резины в портландцемент. Они обнаружили, что бетонные цилиндры, изготовленные из этого цемента, показали примерно на 30 % большую прочность, чем бетон, сделанный без добавки графена.

Команда утверждает, что бетон, армированный графеном, имеет несколько экологических преимуществ: поможет предотвратить попадание отработанных шин на свалку, и дополнительная прочность конечного материала поможет уменьшить количество бетона, необходимого для строительства.