Zastosowanie grafenu w budownictwie

28 stycznia 2022 0 komentarzy

Grafen jest płaską formą węgla ułożoną w struktury o kształcie sześcianu. Dzięki specjalnym właściwościom różni się od innych alotropów węgla. I to znacznie. Wystarczy wspomnieć, że jest sto razy bardziej wytrzymały niż stal. Bardzo wydajnie przewodzi ciepło, a także energię elektryczną. W dodatku jest niemal przezroczysty. Otwiera to szereg nowych możliwości w wielu dziedzinach związanych z technologią, elektroniką czy budownictwem. Przez lata grafen był tworem znanym teoretycznie. Na dobre odkryto go dopiero w 2004 roku.

Grafen był już obserwowany dzięki mikroskopom elektronowym już w 1962 roku. Jednak wyizolowano go i scharakteryzowano znacznie później, w roku 2004. Dokonali tego Andre Geima i Konstantin Novoselov z Uniwersytetu w Manchesterze. Przeprowadzone wówczas badania oparto na wcześniejszych opisach teoretycznych. Dotyczyły one składu grafenu, a także jego struktury oraz właściwości. Co ciekawe, grafen okazał się bardzo łatwy do wyizolowania. Przełożyło się to na tempo dalszych prac.

Nagroda Nobla w 2010 roku

Najwyższe naukowe odznaczenie w dziedzinie fizyki w 2010 roku było związane z grafenem. A konkretnie nagrodzono przełomowe eksperymenty związane z dwuwymiarowym grafenem materiałowym. Nagrodę Nobla otrzymali wspomniani wcześniej Geima i Novoselov. Forma, jaką przybiera grafen, jest dość szczególna. Jego grubość to dokładnie jeden atom. W związku z tym można powiedzieć, że to struktura dwuwymiarowa. Atomy w grafenie łączą się w siatkę, która swoim kształtem przypomina plaster miodu.

Zadziwiające właściwości grafenu i zastosowanie w budownictwie

Poza wspomnianą niezwykle wysoką wytrzymałością, omawiany materiał wykazuje szereg innych cech. Jak wspomnieliśmy we wstępie, znakomicie przewodzi zarówno energię elektryczną, jak i ciepło. To sprawia, że świetnie sprawdza się w budownictwie.

Mając na uwadze te cechy, brytyjscy naukowcy przygotowali wersję betonu wzbogaconą grafenem. Dzięki temu powstał materiał, który jest o 30% bardziej wytrzymały od zwykłej wersji. Zastosowanie tej odmiany, poza praktycznymi korzyściami związanymi z trwałością, przekłada się także na znacznie mniejszą emisję CO2. Stworzony przez pracowników Uniwersytetu w Manchesterze oraz firmy Nationwide Engineering materiał może zatem przynieść prawdziwą rewolucję. Po raz pierwszy grafen wykorzystano do wylania płyty podłogowej sali fitness o wymiarze ponad 700 mkw.

Dzięki wykorzystaniu grafenu możliwe jest ulepszenie istniejących technologii, jak i stworzenie zupełnie nowych, innowacyjnych rozwiązań i produktów. Przygotowana przez brytyjskich naukowców odmiana betonu to tylko jeden z przykładów. W miarę upowszechniania się tego rozwiązania, grafen będzie zyskiwał na popularności i znaczeniu.

Obecnie materiał ten znajduje zastosowanie przy tworzeniu elektroniki, kompozytów, sensorów czy ekranów dotykowych. Poza możliwością wykorzystania go jako budulca, świetnie sprawdza się przy magazynowaniu energii. Jego niesamowite właściwości sprawiają, że jest to także jeden z ważnych materiałów wykorzystywanych przy produkcji sprzętu w przemyśle kosmicznym.

Dodane w kategorii: Baza wiedzy, Materiały w architekturze