英国研发石墨烯混凝土,比传统建筑材料更省更强

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近日，英国埃克塞特大学的工程学教授Monica Craciun将石墨烯用于制造混凝土材料，可让建筑材料的强度提高2倍、耐水性提高4倍，且降低了40%的碳排放量。相关研究已经被发表在《新型功能材料》杂志上。

石墨烯最初于2004年首次被英国曼切斯特的两位物理学家成功分离提取，他们还凭此获得了诺贝尔物理学奖。到现在，这种单层碳原子材料凭借其极高的强度和导热、导电性，已经成为科学界最有名的材料之一。



此次研究人员则是将石墨烯整合进了普通混凝土材料当中——利用纳米技术将原子级的石墨烯薄片悬浮在水中，然后加入水泥和骨料，整个过程的工艺技术要求并不高，这样就能够实现大规模的工业生产。

更重要的是，用这种制造方法生产混凝土，同样的产出量可节省50%的水泥原材料，而水泥原材料的生产需要大量的煤炭，也就是说新的方法可节省50%的碳排放量，研究人员给出的量化指标是每吨材料能够减少446千克的碳排放量。

制造完成后，这种增强混凝土材料和普通混凝土相比，抗压强度增加了146%、弯曲强度增加了79.5%、渗水率降低了近400％，这就意味着由这种增强混凝土制成的建筑能够更加耐用，尤其是在洪水泛滥或降雨量大的沿海地区，在地震带区域或许也是更好的选择。



不过，尽管这种材料各方面条件都超过普通混凝土，但是研究人员人员并未公布相关的造价，要知道，虽然石墨烯炙手可热，但制备起来并非易事，更别提用于建筑材料还需要大规模制造。



也正是因为难以制备，虽然目前市面上有诸多应用石墨烯的概念产品，包括染发、LED灯、超级电池、防弹衣、滤水器甚至超导材料，但是真正商业化落地的产品少之又少。



此次研究的负责人Monica Craciun教授，曾获得荷兰代尔夫特理工大学的物理学博士学位，在校期间还获得EPSRC工程奖学金，该奖学金每年只给予8位学者。Craciun教授于2010年加入克塞特大学从事纳米技术、电子器件和量子现象的研究，她同时也是石墨烯科学中心的会员。

研究人员下一步的计划便是进行更多推进该材料商业化落地的研究，包括如何在性价比最佳的条件下大规模进行生产，以及确定微小的石墨烯颗粒是否会对人体的健康造成影响。

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