Университет Джеймса Кука разрабатывает технологию преобразования микропластика в графен: в 200 раз прочнее стали

Доктор Адиль Зафар из Университета Джеймса Кука отмечает: «Наш процесс позволяет производить около 5 миллиграммов графена всего из 30 миллиграммов микропластика за одну минуту, что значительно повышает эффективность производства и предлагает более экологичную альтернативу».

1. Микропластик: характеристики и воздействие на окружающую среду

Микропластики печально известны своей долговечностью и устойчивостью к деградации. После попадания в окружающую среду они сохраняются и накапливаются, представляя долгосрочные риски для экосистем. Эти частицы могут быть проглочены различными организмами, попасть в пищевую цепь и потенциально повлиять на здоровье человека.

В окружающей среде микропластики изменяют свойства почвы и воды, влияя на жизнь растений и животных. Они могут блокировать поры почвы, ухудшая инфильтрацию воды и рост растений, а также нарушать водные экосистемы, вмешиваясь в физиологические процессы водных организмов.

2. Технология преобразования микропластика в графен

Исследователи из Университета Джеймса Кука разработали инновационную технологию с использованием микроволнового плазменного синтеза при атмосферном давлении для преобразования микропластика в графен. Этот метод использует высокие температуры и энергию, генерируемую микроволновой плазмой, для химического преобразования микропластика в графен.

Предварительная обработка: Пластиковые отходы измельчаются в микропластиковые частицы. Точный контроль размера частиц обеспечивает эффективную переработку.

Кондуктивное лечение: Для повышения электропроводности частицы микропластика перерабатываются в порошки с оптимальными размерами от 1 до 2 миллиметров.

Вспышка джоулевого нагрева: Сильный электрический ток быстро нагревает микропластиковый порошок, инициируя химическую реакцию с образованием графена, а также некоторого количества водорода и углеводородов.

Текущая оптимизация: Для получения высококачественного графена исследователи оптимизируют электрический ток. Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC) используются последовательно для достижения необходимой температуры и предотвращения наложения слоев, обеспечивая формирование высококачественного графена.

3. Приложения и перспективы на будущее

Технология сенсоров: исключительная проводимость и чувствительность графена делают его идеальным для современных сенсоров. Графен, полученный из микропластика, может использоваться в различных сенсорах для мониторинга окружающей среды и медицинской диагностики, обнаружения загрязняющих веществ и биомаркеров.

Очистка воды: Высокая адсорбционная способность графена делает его эффективным в удалении загрязняющих веществ из воды. Эта технология предлагает новый подход к решению проблемы загрязнения и дефицита воды путем улучшения качества воды.

Устранение ПФАС: Графен может поглощать пер- и полифторалкильные вещества (PFAS), стойкие загрязнители, вредные для здоровья и окружающей среды. Использование графена, полученного из микропластика, для борьбы с загрязнением PFAS представляет собой новое решение.

Управление отходами: Эта технология способствует управлению отходами, преобразуя микропластик в графен, сокращая отходы на свалках и делая возможной переработку. Низкая стоимость графена делает его жизнеспособной добавкой для таких материалов, как цемент и асфальт, повышая эффективность переработки.

Эта технология микропластика в графен знаменует собой значительный прогресс с далеко идущими последствиями. Она эффективно решает проблему загрязнения пластиком, одновременно способствуя устойчивому производству графена. Такие проблемы, как контроль качества и крупномасштабное производство, остаются, но постоянные инновации, отраслевое сотрудничество и политическая поддержка имеют важное значение для продвижения этой технологии и достижения целей устойчивого развития.