پلاستیک‌ها به گرافن و نانولوله‌کربنی تبدیل می‌شوند

در حالی که دسترسی به بیشتر مواد اولیه با گذشت زمان کم می‌شود، به نظر می‌رسد ذخایر زباله پلاستیک برای آینده قابل پیش بینی افزایش یافته است. تحقیقات انجام شده در دانشگاه رایس نشان می‌دهد که این منبع می‌تواند به نانومواد با ارزش بالا تبدیل شود.

در یک مقاله، تیم تحقیقاتی دانشگاه رایس توضیح داد که چگونه با فرآیند فلش ژول خود قادر به سنتز گرافن با استفاده از پلاستیک‌های مختلف از جمله HDPE بوده است. اکنون، آن‌ها نشان داده‌اند که می‌توانند HDPE و حتی زباله‌های پلاستیکی را به نانولوله‌های کربنی تبدیل کند.

گرافن یک لایه با ضخامت اتمی از شبکه کربن شش ضلعی است. نانولوله‌های کربن را می‌توان ورقه گرافنی دانست که به صورت لوله در آمده است. نانولوله‌های منفرد به صورت تجربی تا ۶۳ GPA مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. آن‌ها همچنین سبک بوده، دارای سطح بالایی هستند و از نظر شیمیایی قوی‌اند.

تولید نانولوله‌های کربن با روش‌های موجود می‌تواند پر هزینه و نیازمند انرژی زیادی باشد. تخلیه قوس به گرافیت به‌عنوان یک ماده اولیه و چندین مرحله خالص‌سازی نیاز دارد.

با توجه به تجزیه و تحلیل انجام شده در دانشگاه رایس، فرآیند گرمایش فلش ژول از ۸۶ تا ۹۲ درصد انرژی کمتری استفاده می‌کند و ۹۲-۹۴ ٪ انتشار گاز‌های گلخانه‌ای کمتر در مقایسه با روش‌های تجاری تولید می‌کند. این فرآیند شامل گرم کردن خوراک کربن با استفاده از جریان الکتریکی است. نیازی به حلال و آب ندارد و هزینه برق تنها ۵۰۰ دلار در هر تن مواد را نشان داده است.

گرمایش فلش ژول نانومواد کربن را به صورت پودر تولید می‌کند. محققان دریافتند که وقتی به رزین اپوکسی اضافه می‌شود، مواد کامپوزیت حاصل از آن‌ها از آن‌هایی که با گرافن تجاری یا نانولوله‌های کربن در بازار ساخته شده‌اند، بهتر عمل می‌کنند.

محققان با استفاده از کاتالیزور‌ها و ولتاژ‌های مختلف فلزی، دریافتند که می‌توانند خواص مواد تولید شده را تنظیم کنند.

ویس گفت: ما در تلاش هستیم تا ببنیم که با استفاده از این راهبرد گرمایش فلش ژول، چه نوع مواد و مورفولوژی مفیدی را می‌توان ایجاد کرد.

یک شرکت نوپا به نام یونیورس متر برای تولید تجاری و بهره‌برداری از این فناوری اعلام آمادگی کرده است.