Графенът, който се състои от многобройни слоеве въглеродни атоми, свързани в повтарящ се шестоъгълен модел, е най-тънкият известен материал.

Той е създаден през 2004 г. в университета в Манчестър от Андре Гейм и Константин Новоселов, които печелят Нобелова награда за своето откритие.

Още тогава става ясно, че графенът предлага удивителни възможности и притежава много интересни свойства. Той е 200 пъти по-здрав от стоманата, но въпреки това е изключително лек и гъвкав. Освен това е отличен проводник на топлина и електричество и проявява интересни способности за поглъщане на светлина.

Изследователите все още намират начини да го "настроят", за да получат други функции. Наскоро, например, беше показано, че чрез подреждането на няколко листа графен под определени ъгли може да се създаде свръхпроводима версия на материала, която може да провежда електричество без почти никакво съпротивление.

Въпреки това, с изключение на няколко нишови приложения в електрониката, филтрирането на водата и някои специализирани спортни съоръжения, графенът засега остава до голяма степен "безработен" в практиката. Тази ситуация обаче може би е на път да се промени, благодарение на продукт, който далече не е толкова "секси", колкото високотехнологичните изобретения - бетонът.

Той е един от най-важните строителни материали, но в същото време предизвиква сериозни тревоги по отношение на климатичните промени, защото в производството му се отделят огромни количества въглероден диоксид. Оказва се, че графенът може да е ключът към значително намаляване на този вреден отпечатък, пише The Economist.

Лекторите на Шумът на парите 2022: Евгени ЙордановЕлектронната търговия в България - какви са тенденциите, иновациите и бъдещето й?

Бетонът се получава чрез смесване на пясък, чакъл, вода и цимент. А циментът се произвежда с изпичане на варовик, за да се отстрани въглеродният диоксид и да се изолира калциевият оксид. Всяка година в света се произвеждат 5 милиарда тона цимент, които генерират около 8% от всички въглеродни емисии на човечеството.

Но ако към сместа се добави по-малко от 0.1% графен, бетонът става с 30% по-силен. А по-здравият бетон означава, че са необходими по-малки количества от него, в резултат на което ще намалеят и въглеродните емисии за производството му.

Със сигурност това би било изключително успешно приложение на графена, но предстои дълъг път, който той трябва да извърви, за да стигне до него. Както при повечето нови материали, може да минат години, докато производстовто му се разшири до точката на приемане на масовия пазар.

Въглеродните композитни влакна на петролна основа са изобретени през 50-те години на миналия век, но са били необходими повече от 30 години, преди да започнат да се използват в значителни количества в производството на самолети и автомобили.

Графенът сега се движи в тази посока. Според оценки на консултантската компания idTechEx, световният производствен капацитет на материала е бил под 3000 тона през първото тримесечие на 2019 г. До първото тримесечие на тази година тази цифра се е увеличила повече от четири пъти - до 12 700 тона.

Една от пречките за увеличаване на мащабите е сложният процес на производство. Другата е свързана с това, че добивът на материалите, необходими за това производство, не е особено "зелен". Графитът не е възобновяем ресурс и трябва да се добива, което може да бъде вредно за околната среда, пише още изданието.

Добрата новина е, че вече има компании, които разработват алтернативни методи за извличането на елементите, необходими за създаването на графена.

По-екологичното производство на цимент засега се разглежда като най-големия пазар за този материал. Други потенциални приложения включват добавянето на малки количества графен към битума, използван при асфалтирането на пътища. Това би удължило живота на пътната настилка значително, предотвратявайки деформациите при горещо време и напукването по време на студове, което води до образуването на дупки. Графенът може също да повиши устойчивостта на износване на автомобилните гуми.

Може ли производството на бетон да стане Най-много въглеродни емисии се отделят при производството на цимент, който е една от основните съставки на бетона

Изследователите търсят начини за използване на графена за подобряване на производителността на електрическите батерии. Графитът вече се използва широко в производството на батерии, а графенът може да ги направи по-леки, по-дълготрайни и по-бързо зареждащи се.

Но използването на графена не е толкова просто, колкото изглежда на пръв поглед. Сам по себе си, графенът има тенденция да се пренарежда в графит, което може да намали неговата полезност. Учените се опитват да го направят по-устойчив и стабилен на разграждане.

Съществуват и известни опасения относно последиците върху човешкото здраве от използването на все повече наноматериали, какъвто е и графенът. Изследователите се опитват да разберат по-добре как тези частици могат да попаднат в тялото и какви могат да бъдат ефектите от това.

За момента производството на "зелен бетон" остава най-големият залог за бъдещето на графена. Това е така, защото обемите на използвания материал са огромни. Той е изправен пред конкуренция в тази област. Производителите проучват и други начини за намаляване на вредните емисии при производството на бетон.

Един обещаващ метод е инжектирането на уловения въглероден диоксид в бетона в момента, когато водата и цимента се смесват. Това не само блокира изпускането на вредни емисии, но и прави бетона по-здрав.