Графен вважається одним із матеріалів майбутнього, який покращує будь-що: від фарби для волосся до будівельних матеріалів. Надміцний та надлегкий, він є родичем алмазу та вугілля. Як і вони, графен складається з карбону, проте його гратки завтовшки всього лише в один атом та упорядковані схожим на соти чином. Єдиним недоліком графену наразі є надзвичайно складний і дорогий процес вироблення – одна тонна цього матеріалу коштує понад двісті тисяч доларів.
Пластикове ж і гумове сміття, навпаки, є матеріалом, якого в майбутньому бачити не хочуть. Безпечно позбавитися від однієї тонни сміття хоч і дешевше, ніж створити тонну графену, проте тягар мільйонів кілограмів є дуже відчутним для бюджету будь-якої країни. До того ж, неправильна переробка пластику та гуми вивільняє в атмосферу діоксид вуглецю та метан, які наносять планеті шкоду в інший спосіб.
Команда вчених із Техасу – Джеймс Тур (James Tour) та Дуй Луонг (Duy Luong) – зуміла поєднати ці непоєднувані матеріали у найліпший для довкілля спосіб. Згідно з їхнім дослідженням, будь-який карбоновмісний матеріал (привіт старим пляшкам та шинам!) може бути перетворений на дорогоцінний графен за допомогою швидкого та різкого нагрівання. Молекулярна структура речовини розпадається, атоми карбону перегруповуються саме так, як потрібно для отримання «нового чорного золота», а решта просто випаровується.
Тур та Луонг додавали отриманий карбон до різних матеріалів, вивчаючи їхні нові властивості. Десята доля відсотка графену збільшила міцність пластикового полімеру та цементу вдвічі. Коли отримуєш один із найдорожчих у світі матеріалів за допомогою двох електродів, шматка вугілля та доступу до електромережі (і перетворенням на графен 80-90% вмісту карбону в матеріалі), можна дозволити собі додавати його навіть у цемент.
У графену є ще одна корисна властивість: він «запікає» атоми карбону у твердій формі. Переробка сміття на графен дозволяє зменшити викиди діоксиду вуглецю та метану в повітря та таким чином боротися з однією проблемою екології, не створюючи іншу.
Зараз учені планують масштабувати своє відкриття та виробляти графен більшими партіями. Очільник команди стверджує, що їхній винахід зможе знизити ціну до тисячі доларів за тонну, нарешті поставивши цей «зелений» матеріал з надзвичайними властивостями на службу людству.
Текст: Дар’я Цепкова
Фото: Jeff Fitlow
