Химики научились за доли секунды превращать пищевые отходы, полиэтилен и т. п. мусор в высококачественный графен. Цена материала будущего, от которого ожидают переворота в массе сфер от медицины и электроники до строительства, должна фантастически упасть.
1 кг графена пока еще можно купить и продать за $67-200 (4,2-12,6 тыс. руб.). Это мешает массовому внедрению изделий с применением удивительного материала. Команда ученых Университета Райса под руководством Джеймса Тора нашла удивительно простое решение. Оказалось, что если практически любой органический материал нагревать до 2700 °C в течение 10 миллисекунд, углерод превратится в графен, прочие компоненты – в газ и улетучатся или будут уловлены и не загрязнят окружающую среду.
В качестве сырья для графена моно использовать биомассу, например, пищевые отходы и просроченную пищу. По данным Джеймса Тора, в мусор, не дойдя до конечного потребителя, отправляется 30-40% продуктов питания, не купленных до окончания срока годности. В нужный материал можно превращать горы органики, не говоря о фантастических количествах отходов в сельском хозяйстве и деревообрабатывающей промышленности. Еще лучше – то, что в графен можно превращать и пластиковый мусор, притом не сортированный: любые распространенные полимеры идут в дело. Как и бумага. Так что большая часть содержимого обычных мусорных ведер может просто вываливаться в реактор. В графен превращается 80-90% высокоуглеродистого сырья типа сажи, антрацита и т. п. Из биомассы и бытового мусора графена выходит меньше, зато они дешевле. При мгновенном нагреве выходит практически чистый графен (свыше 99% углерода) с удивительно малым числом дефектов в двумерной решетке. Так как процесс не предполагает использования никаких реактивов и растворителей, продукт не требует очистки. Благодаря особой конструкции реактора, в котором почти вся энергия идет на нагрев исходного сырья, а не стенки камеры, для синтеза 1 кг графена нужно всего 2 КВт/ч энергии.
Среди массы применений графена авторы новой технологии особо выделили строительство. Потсдамский институт изучения климата утверждает, что отказ от производства бетона и цемента уменьшит мировые выбросы парникового газа процентов на 20. Исследователи считают, что добавление в цемент лишь 0,1% графена может на треть сократить нужду в бетоне благодаря значительному повышению его прочности. Сам графен – тоже углерод, который тоже не попадает в атмосферу.
