科學(xué)家利于新加工技術(shù)將垃圾制成高價(jià)值的“閃蒸石墨烯”

據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，近年來(lái)石墨烯被作為一種能改變游戲規(guī)則的物質(zhì)，但是生產(chǎn)這種新的材料仍需要改進(jìn)的方法。萊斯大學(xué)的科學(xué)家報(bào)告說(shuō)，他們?cè)擃I(lǐng)域取得了重大突破-該團(tuán)隊(duì)展示了一種新的加工技術(shù)，該技術(shù)可以以廉價(jià)，高效的方式將各種垃圾產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為“閃蒸石墨烯”。 %7?v='s=  
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憑借高的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，超薄的外形和令人難以置信的強(qiáng)度，石墨烯已經(jīng)在材料科學(xué)領(lǐng)域開(kāi)辟了一些令人興奮的可能性。生產(chǎn)單原子厚的薄片的主要方法之一是通過(guò)化學(xué)氣相沉積，即將碳源（通常為甲烷）泵入腔室以促使化學(xué)反應(yīng)并在薄的基板表面上留下石墨烯薄片的過(guò)程。 qqYH}%0dz  
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萊斯大學(xué)化學(xué)家James Tour表示，這可能是一個(gè)費(fèi)力且昂貴的過(guò)程，目前石墨烯的商業(yè)價(jià)格為每噸67000至20萬(wàn)美元。他帶領(lǐng)一組研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的方式，將奇妙的材料放在一起，可以將各種形式的事物用作碳源，同時(shí)解決環(huán)境浪費(fèi)。 P!";$]+  
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該過(guò)程利用了所謂的閃蒸焦耳加熱，其中電流通過(guò)導(dǎo)電材料產(chǎn)生熱量。使用這項(xiàng)技術(shù)將任何含碳材料加熱到大約3000開(kāi)爾文（大約4940°F或2730°C），在大約10毫秒內(nèi)將垃圾變成石墨烯薄片，而所有剩余的非碳元素則變成有用的氣體。 Ucnit^,  
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Tour表示：“當(dāng)該過(guò)程工業(yè)化時(shí)，離開(kāi)閃蒸反應(yīng)器的氧氣和氮?dú)獾仍�素都可能被捕集為小分子，因�(yàn)樗鼈兙哂袃r(jià)值�！边@項(xiàng)新技術(shù)最有希望的方面是可用于生成石墨烯薄片的材料范圍廣泛。研究小組表示，從香蕉皮到煤炭，再到其他食物垃圾，甚至塑料都可以充當(dāng)碳的來(lái)源，并被用來(lái)制造石墨烯，而成本僅是目前方法的一小部分。 :8aIj_qds  
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“這很重要，” Tour表示�！笆澜缟嫌�30％到40％的食物被扔掉了，因?yàn)樗�變質(zhì)了，另外塑料廢料引起了全世界的關(guān)注。我們已經(jīng)證明，任何固體碳基物質(zhì)，包括混合的塑料廢料和橡膠輪胎，都可以轉(zhuǎn)化為石墨烯�！� u[oYVpe)IG  
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這項(xiàng)研究的另一個(gè)令人振奮的成果是，可以開(kāi)發(fā)出價(jià)格便宜得多的石墨烯。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)測(cè)試了由塑料和混凝土制成的復(fù)合材料，并用其“閃蒸石墨烯”增強(qiáng)了這種復(fù)合材料，事實(shí)證明后者特別有前途。Tour說(shuō)道，僅含閃點(diǎn)0.1％“閃蒸石墨烯”的水泥可以將混凝土生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的巨大影響減少三分之一。 ud-.R~f{e  
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他表示：“通過(guò)用石墨烯增強(qiáng)混凝土，我們可以減少建筑用混凝土的數(shù)量，從而降低制造成本和運(yùn)輸成本。本質(zhì)上，我們正在捕獲會(huì)垃圾填埋場(chǎng)中的廢棄食物可能會(huì)產(chǎn)生的二氧化碳和甲烷等溫室氣體。我們正在將這些碳轉(zhuǎn)化為石墨烯，并將該石墨烯添加到混凝土中，從而降低了混凝土生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳量。使用石墨烯是一種雙贏的環(huán)境方案。” 6P;1I+5m{q  
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Tour和他的團(tuán)隊(duì)希望繼續(xù)完善其閃蒸石墨烯的生產(chǎn)，并在未來(lái)兩年內(nèi)擴(kuò)大規(guī)模，每天生產(chǎn)2.2磅（1千克）的石墨烯。他們的近期重點(diǎn)將是一個(gè)新資助的項(xiàng)目，旨在將煤炭轉(zhuǎn)化為閃蒸石墨烯。Tour說(shuō)：“通過(guò)將煤炭廉價(jià)地轉(zhuǎn)化為價(jià)值更高的建筑材料，可以為煤炭提供大規(guī)模的出路�！� :OBggb#?!  
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這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》雜志上，而下面的視頻則對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了概述。 9bXU!l[  
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