使用石墨烯的创新型新型 “绿色 “混凝土(图片来源:Dimitar Dimov)
使用神奇材料石墨烯制成的更环保、更坚固、更耐用的新型混凝土将彻底改变建筑业。
埃克塞特大学的专家们开发出了一种开创性的新技术,利用纳米工程技术将石墨烯融入传统的混凝土生产中。
这种新型复合材料的强度是现有混凝土的两倍多,防水性是四倍,可直接用于建筑工地。所有测试的混凝土样品均符合英国和欧洲的建筑标准。
最重要的是,新型石墨烯增强同心圆材料还大大减少了传统混凝土生产方法的碳足迹,使其更具可持续性和环保性。
研究小组坚持认为,这项新技术可以为其他纳米材料融入混凝土铺平道路,从而进一步推动全球建筑业的现代化。
该研究成果发表在2018年4月23日星期一出版的《先进功能材料》(Advanced Function Materials)杂志上。
论文合著者、埃克塞特工程系的莫妮卡-克拉西恩(Monica Craciun)教授说:”我们的城市面临着污染、可持续城市化和抵御灾难性自然事件等全球性挑战所带来的越来越大的压力。
“这种新型复合材料在加固传统混凝土以满足这些需求方面绝对改变了游戏规则。它不仅更坚固、更耐用,而且还更耐水,因此非常适合在需要维护且难以进入的区域进行施工…… “他说。
“然而,也许更重要的是,通过加入石墨烯,我们可以将制造混凝土所需的材料量减少约 50%,从而大幅减少 446 千克/吨的碳排放量。
“这种前所未有的功能和特性是鼓励全球建筑业更加可持续发展、更加环保的重要一步”。
以前使用纳米技术的工作主要集中在改变水泥的现有成分,而水泥是混凝土生产的主要元素之一。
在这项创新性的新研究中,研究团队创造了一种新技术,其核心是在水中悬浮原子般薄的石墨烯,具有产量高、无缺陷、成本低以及符合现代大规模生产要求等特点。
论文第一作者、埃克塞特大学的 Dimitar Dimov 补充说:”这项突破性研究非常重要,因为它可以应用于大规模制造和建设。该行业必须实现现代化,不仅要采用非现场制造,还要采用创新的新材料。
“寻找更环保的建筑方式是减少全球碳排放的关键一步,有助于尽可能保护我们的环境。这是第一步,但也是朝着正确方向迈出的关键一步,使未来的建筑业更具可持续性”。
这篇题为《用于多功能应用的超高性能纳米工程石墨烯-混凝土复合材料》的论文发表在《先进功能材料》杂志上。
这项研究得到了英国工程与物理科学研究理事会(EPSRC)的支持。
Ultrahigh Performance Nanoengineered Graphene–Concrete Composites for Multifunctional Applications
https://doi.org/10.1002/adfm.201705183
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