تبدیل زباله به گرافین در فرایندی بسیار سریع

دانشمندان با ابداع فرایندی کوتاه روشی برای تبدیل مواد مبتنی بر کربن به گرافین پیدا کرده اند.

طبق اعلام دانشمندان دانشگاه رایس در تگزاس در این فرایند که درون یک راکتور سفارشی سازی شده اتفاق می افتد و کمترین تاثیر را روی محیط زیست دارد از موادی نظیر زغال سنگ، پلاستیک یا پسماند غذا، می توان یکی از محکم ترین مواد شناخته شده عالم را ساخت.

کارشناسان امر در این باره گفته اند که کلید فرایند ابداعی شان دما و زمانبندی مناسب است و نتیجه آن میتواند نحوه مدیریت پسماندها را دچار انقلابی عظیم کند.

جیمز تور پروفسور شیمی دانشگاه رایس در بیانیه خبری ویژه ای که این هفته منتشر کرد چنین گفت:

این کشف اهمیت بالایی دارد. بین ۳۰ تا ۴۰ درصد کل غذای تولیدی در زمین دور ریخته می شود و پلاستیک یکی از نگرانی های عمده دانشمندان در سراسر دنیاست. ما ثابت کرده ایم که هر ماده کربنی از جمله پسماندهای پلاستیکی و تایرهای لاستیکی قابلیت تبدیل شدن به گرافین را دارند.

در این پژوهش دانشمندان ظرف کمتر از ۱۰ هزارم ثانیه با گرم کردن مواد کربنی و رساندن دمای آن به ۳ هزار درجه کلوین که تقریبا برابر با ۵ هزار درجه فارنهایت است موفق به ساخت «گرافین فوری» شدند.

برای این منظور آنها ماده اولیه را میان دو الکترود قرار میدهند و با یک پالس الکتریسیته به آن شوک وارد می کنند که در نتیجه این عمل دمای ماده بسیار بالا می رود و پیوندهای شیمیایی آن شکسته می شوند. در ادامه مواد غیرکربنی ناپدید می شوند و اتم های کربن باقی مانده به گرافین تبدیل می گردند.

Ksenia Bets از دیگر محققان دانشگاه رایس و مولف دیگر این مقاله در این باره گفت:

ما در واقع فرایند ژئولوژیکی که در آن کربن به حالت اولیه اش یعنی گرافیت تبدیل می شود را کمی سرعت داده ایم. این کار به واسطه یک جرقه حرارتی سرعت بالایی پیدا می کند و در زمان درست یعنی وقتی گرافین به دست آمد متوقف می شود.

گرافین ۲۰۰ مرتبه مستحکم تر از فولاد است اما به خاطر قیمت بالایش استفاده از آن به صنایع محدود شده است. محققان می گویند مقداری اندک گرافین می تواند خواص مواد مختلف از جمله بتن، فلزات و پلاستیک را به میزان  قابل توجه تقویت کند که این کار نیز تاثیری مثبت روی محیط زیست خواهد داشت.

به گفته دانشمندان استفاده تنها ۰.۰۲ درصد از گرافین فوری میتواند استحکام بتن را تا ۳۵ درصد بیشتر کند. به این ترتیب می توان ضمن حفظ یکپارچگی سازه ها از بتن کمتری برای ساخت آنها استفاده کرد.

به گفته دانشمندان تولید سیمان ۸ درصد از کربن دی اکسید تولیدی بشر در هر سال را به خود اختصاص می دهد و با کمک گرافین میتوان این رقم را کاهش داد.

روزبه شهسواری از دیگر محققان دست اندرکار این پروژه و استادیار عمران و محیط زیست دانشگاه رایس ضمن تایید نتایج امیدوارکننده این دستاورد اظهار داشت:

تبدیل زباله به دفینه (یا گنج) نقشی کلیدی در جریان داشتن اقتصاد دارد.