ライス大学の研究チームは、廃タイヤをグラフェンに変換する新しい方法を開発し、その後のコンクリート製造にも活用できるようにした。環境保護を実践する基礎の上で、この案はコンクリートの堅牢性を著しく向上させることができる。具体的には、いわゆる「高速ジュール加熱」の方法を通じて、研究者は電気衝撃を利用して、炭素源のほとんどを約2725℃(4940℉)まで急速に加熱し、グラフェンの薄片に変換する。


これは「ターボグラフェン」と呼ばれる材料形式で、シート同士が完全に整列していないため、より溶けやすく、複合材料に容易に集積できる。


すでに昨年、研究チームは食物とプラスチック廃棄物の技術を実演している。今、彼らは廃タイヤに目を移している。

タイヤを直接グラフェンに変換しようとした努力は、うまくいかなかった。しかし、新しい研究では、汎用回収過程を経て残った材料に着目した。

熱分解とは、低酸素環境でタイヤを燃焼処理することで、一連の工業プロセスに非常に実用的な油材料と、新しい応用シーンを見出せない固体炭素残留物である。

良いニュースは、ライス大学の研究チームが、この炭黒誘導体が閃蒸グラフェン生産に理想的であることを発見したことだ。

高速ジュール加熱処理の過程では、約70%の材料がグラフェンに変換され、タイヤの砕けたゴムと業務用の炭黒混合物の生産率は47%前後である。


次に研究チームは、グラフェン素材の特殊な使用例を示した。セメントにグラフェン/炭黒+割れたゴムを0.1 wt%と0.05 wt%の割合で添加したところ、コンクリートの円筒の耐圧強度が30%ほど向上した。

研究の共著者であるRouzbeh Shahsavari氏は、強度の増加の一部は2Dグラフェンの結晶種効果(コンクリートがよりよく成長する)によるものであり、もう一部は後期の増強作用によるものであると述べている。

以上のように、この技術はコンクリートの性能を著しく強化するだけでなく、かなりの環境効果を持っている。ゴミ捨て場に埋められる廃タイヤを減らすことに加えて、追加の材料強度は建筑構造に必要なコンクリートの量を減らすことができる。

もう一人の共著者であるJames Tourによると、コンクリートは世界で最も生産量の多い材料であり、それによる二酸化炭素の排出量だけで世界の9割を占めているという。

道路や建物や橋にコンクリートを少なく使うことができれば、劇的な削減目標を達成することができる。