Grafene. Il “materiale meraviglioso” può essere fatto, adesso, con la spazzatura | Seeker

Una recente scoperta da parte dei ricercatori della Rice University promette di fare il grafene con la spazzatura, in un lampo. Ecco come avviene questa miracolosa trasformazione.

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Il grafene è uno strato di carbonio a singolo atomo di spessore che ha una serie di proprietà che lo rendono quasi infinitamente utile. Tanto utile, infatti, che è stato soprannominato “materiale delle meraviglie”. Ma il fatto è che il grafene è davvero difficile da realizzare in quantità significative; tuttavia, grazie a una recente scoperta della Rice University, tutto questo potrebbe cambiare. E la chiave di tutto potrebbe essere la vostra stessa spazzatura.

Il processo sviluppato dai ricercatori della Rice University consiste nel caricare i condensatori ad alta tensione con l’elettricità, per poi scatenare tutto in una sola volta in qualsiasi materiale contenente carbonio, compreso qualsiasi cosa, dal carbone (che è fondamentalmente tutto fatto di carbonio, per cominciare) alla plastica fino ai rifiuti alimentari.

Quella buccia di banana, trasformata in grafene, può contribuire a facilitare una massiccia riduzione dell’impatto ambientale del calcestruzzo e di altri materiali da costruzione. Già che ci siete, buttate dentro quei vuoti di plastica.

Un nuovo processo introdotto dal laboratorio della Rice University del chimico James Tour può trasformare grandi quantità di quasi tutte le fonti di carbonio in preziosi fiocchi di grafene. Il processo è rapido ed economico; Tour ha detto che la tecnica del “flash graphene” può convertire una tonnellata di carbone, rifiuti alimentari o plastica in grafene per una frazione del costo utilizzato da altri metodi di produzione di grafene sfuso.

“Questo è un grande vantaggio”, ha detto Tour. “Il mondo butta via dal 30% al 40% di tutto il cibo, perché va a male, e i rifiuti di plastica sono un problema mondiale. Abbiamo già dimostrato che qualsiasi materiale solido a base di carbonio, compresi i rifiuti di plastica mista e gli pneumatici in gomma, può essere trasformato in grafene”.

Come riportato su Nature, il grafene flash è realizzato in 10 millisecondi riscaldando materiali contenenti carbonio fino a 3.000 Kelvin (circa 5.000 gradi Fahrenheit). Il materiale di partenza può essere praticamente qualsiasi cosa con contenuto di carbonio. I rifiuti alimentari, i rifiuti di plastica, il coke di petrolio, il carbone, i ritagli di legno e il biochar sono i candidati principali, ha detto Tour. “Con l’attuale prezzo commerciale del grafene che va dai 67.000 ai 200.000 dollari a tonnellata, le prospettive per questo processo sembrano superbe”, ha detto.

Tour ha detto che una concentrazione di appena lo 0,1% di grafene flash nel cemento usato per legare il calcestruzzo potrebbe ridurre di un terzo il suo massiccio impatto ambientale. La produzione di cemento, secondo quanto riferito, emette fino all’8% di anidride carbonica prodotta dall’uomo ogni anno.

“Rafforzando il cemento con il grafene, potremmo usare meno cemento per la costruzione, e costerebbe meno per la produzione e meno per il trasporto”, ha detto. “In sostanza, stiamo intrappolando gas serra come l’anidride carbonica e il metano che i rifiuti alimentari avrebbero emesso nelle discariche. Stiamo convertendo quei carboni in grafene e aggiungendo quel grafene al calcestruzzo, riducendo così la quantità di anidride carbonica generata nella produzione del calcestruzzo. È uno scenario ambientale vantaggioso per tutti, usando il grafene”.

“Trasformare la spazzatura in un tesoro è la chiave dell’economia circolare”, ha detto il co-corrispondente autore Rouzbeh Shahsavari, assistente professore aggiunto di ingegneria civile e ambientale e di scienza dei materiali e nanoingegneria alla Rice, e presidente di C-Crete Technologies. “Qui, il grafene agisce sia come modello 2D che come agente di rinforzo che controlla l’idratazione del cemento e il successivo sviluppo della resistenza”.