Графенот како одржлива замена на песок во бетонот

Истражувањето спроведено на Универзитетот Rice, носи револуционерно откритие во градежната индустрија, покажувајќи дека графенот, добиен од металуршки кокс, производ на база на јаглен, има потенцијал не само да го зајакне цементот, туку и во целост да го замени песокот во состав на бетонот. Оваа иновација доаѓа во клучен момент, со оглед на тоа дека прекумерното ископување на песок претставува се поголем проблем, имајќи предвид дека бетонот, веднаш по водата е најкористениот материјал на светот.

Со оглед на проекциите дека до 2050 година мнозинството на светска популација ќе живее во урбаните средини, што имплицира потреба од бетон а со тоа и песок, истражувачите се свртеле кон алтернативи. Вадењето на песок, кое моментално достигнува околу 50 милијарди тони годишно, тројно се зголемило во последните две децении, што многу штетно влијае врз околината. При производството на цемент се емитуваат 8% од глобалните емисии на CO₂, а неуреденото вадење на песок ги загрозува речните и крајбрежните екосистеми. Оваа проблематика, според извештајот на Обединетите Нации од 2022 година, може да доведе до глобална „криза за песок“.

Лабораторијата која ја води James Tour, користејќи ја Џуловата техника на загревање на металуршкиот кокс, развила графен кој може да биде замена за песок. Почетните анализи покажале дека графенот е со слични димензии како песокот, што ги поттикнало понатамошните истражувања за негова примена во бетонот. Резултатите покажале дека бетонот со графен не само што ги задржува механичките својства на стандардниот бетон, туку е 25% полесен од него. Примена на техниките на загревање, кои лабораторијата ги користи за различни цели, вклучувајќи и синтеза на наноматеријали и рециклирање, овозможува побрзо и помасовно производство на графен во однос на другите методи. Оваа технологија претставува чекор кон намалување на зависноста од природен песок и намалување на емисиите на јаглерод во оваа индустрија. Иако за комерцијална примена ќе биде потребно намалување на цената на графенот, ова откритие укажува на постоење на алтернативи кои заслужуваат понатамошно истражување. Резултатите од истражувањето с еобјавени во часописот ACS Applied Materials & Interfaces.