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該圖展示了廢舊汽車(chē)塑料在填埋場(chǎng)被切碎但回收升級(jí)為石墨烯的過(guò)程，石墨烯是一種高價(jià)值的納米材料，目前被福特汽車(chē)公司用作工業(yè)用聚合物加固劑。圖片來(lái)自福特汽車(chē)公司和萊斯大學(xué)
一項(xiàng)研究可將回收利用的汽車(chē)廢塑料變成石墨烯，并通過(guò)一種節(jié)能技術(shù)將其用于制造新的汽車(chē)部件。研究結(jié)果為全球在用的14億輛乘用車(chē)產(chǎn)生的這種需填埋垃圾提供了一個(gè)潛在處理辦法。相關(guān)研究近日發(fā)表于《通訊—工程學(xué)》。
報(bào)廢汽車(chē)產(chǎn)生的廢塑料在全部需填埋塑料垃圾中占了1萬(wàn)億千克，平均每輛車(chē)有200-350千克塑料。出于各種原因，這類材料很難被再利用。比如，這些材料中有很多都是工程改造塑料，無(wú)法回收利用；而且傳統(tǒng)回收方式需要將不同類型的塑料進(jìn)行分離，回收成本高昂。
近期研究顯示，將廢塑料變成石墨烯是可行的，石墨烯是一種寶貴材料，每噸價(jià)值6萬(wàn)~20萬(wàn)美元，具有高導(dǎo)電性和較高的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等實(shí)用特性。這一過(guò)程或許是將汽車(chē)塑料回收變成石墨烯的可行手段。石墨烯有時(shí)也會(huì)作為部分汽車(chē)塑料的添加劑，提高強(qiáng)度和噪音吸收率。
美國(guó)德克薩斯州萊斯大學(xué)的James Tour和同事演示了利用名為焦耳熱閃蒸的節(jié)能技術(shù)，將二手車(chē)塑料轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量石墨烯。該技術(shù)使用電流加熱碳，將其變成石墨烯，只需使用低成本設(shè)施，且無(wú)需對(duì)塑料進(jìn)行分離或分類，也無(wú)需溶劑、熔爐或水。
作者將福特F-150皮卡的保險(xiǎn)杠、墊片、地毯、墊子、座椅、門(mén)框壓條一起粉碎，演示了這個(gè)過(guò)程的一般步驟。他們又用回收得到的石墨烯增強(qiáng)了新的車(chē)用塑料，并發(fā)現(xiàn)其性能與福特新投產(chǎn)的含石墨烯的塑料復(fù)合材料的性能相當(dāng)。
2022年F-150的內(nèi)部，石墨烯因其優(yōu)秀的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和輕質(zhì)性在工業(yè)上被用作加固劑。圖片來(lái)自福特汽車(chē)公司
作者Kevin Wyss手拿一瓶廢塑料制成的石墨烯和一塊福特汽車(chē)公司實(shí)驗(yàn)用的石墨烯加固的聚合物。圖片來(lái)自萊斯大學(xué)
作者隨后又對(duì)這種從廢物中回收的石墨烯/塑料復(fù)合材料再次使用焦耳熱閃蒸技術(shù)加熱，產(chǎn)生了更多的石墨烯。
此外，作者還發(fā)現(xiàn)相比傳統(tǒng)的石墨烯生產(chǎn)方式，焦耳熱閃蒸技術(shù)在能源需求、全球變暖作用、耗水量方面都更低。
作者認(rèn)為，該研究或成為朝著更環(huán)保石墨烯生產(chǎn)方式的一次進(jìn)步。
作者Kevin Wyss拿著報(bào)廢的汽車(chē)廢塑料，這些塑料被回收升級(jí)為石墨烯。這些報(bào)廢塑料來(lái)自垃圾填埋場(chǎng)，使用前未經(jīng)任何清洗或凈化。圖片來(lái)自萊斯大學(xué)
