安全環保的石墨烯混凝土你會選嗎

在混凝土中摻入的碳形成了更強，更耐水的複合材料，還可以減少排放

石墨烯是由六方晶格中的單層原子構成的一種碳。照片

最新的科學研究表明，這種新型的「超級材料」石墨烯是讓最古老的建築材料成為更環保的建築材料的關鍵。

埃克塞特大學的科學家們已經將石墨烯納入傳統的混凝土生產中，開發出一種複合材料，其強度是現有混凝土的兩倍以上，耐水性是現有混凝土的四倍。

與先前在混凝土中使用納米技術的嘗試不同，它專註於修改現有的水泥成分，這項新技術允許石墨烯層懸浮在水中。

研究人員認為，這種方法可以產生高產量的無缺陷混凝土，可以與現代製造技術結合使用，並且可以以相對較低的成本擴大規模。

這種複合材料可以直接在建築工地上使用，使堅固耐用的建築能夠使用較少的混凝土和減少溫室氣體排放。使用石墨烯意味著研究人員能夠將用於製造混凝土的材料的數量減少一半。

研究人員說，它的防水性使其適合在難以維修的地區進行施工，而複合材料的強度將使建築物對未來的衝擊和壓力更有彈性。此外，該技術還可以在未來將其他納米材料融入混凝土結構中，從而為工業的進一步創新鋪平道路。

埃克塞特大學工程系納米科學教授Monica Craciun表示：「我們的城市面臨著越來越大的壓力，來自全球對污染、可持續城市化和對災難性自然事件的恢復力的挑戰。這種新型複合材料在加固傳統混凝土方面絕對是一個遊戲規則改變者，以滿足這些需求。」

石墨烯是2004年在曼徹斯特大學由研究人員第一次發現的一種碳元素的形式，曾兩次獲得諾貝爾獎。它由六邊形晶格中的單層碳原子組成。其結構賦予其重要的物理特性，包括高效的電熱傳導和不尋常的強度。

自羅馬人以來，混凝土就一直被用作建築材料，有些混凝土建築今天仍然存在。這是最常見的建築材料，與鋼鐵一樣，但混凝土和水泥製造過程中產生的溫室氣體排放仍然很高，部分原因是由於其生產時使用的能源，也由於所需的化學過程需要分解石灰石並釋放二氧化碳。

根據碳信息披露項目的最新研究，水泥製造佔全球碳排放量的6％，如果要實現巴黎氣候目標，製造商必須大幅度削減碳排放。

埃克塞特大學的研究成果發表在《高級功能材料》雜誌的一篇題為《超高性能納米工程石墨烯 - 多功能應用的混凝土複合材料》的論文，獲得了英國工程和物理科學研究委員會的資助。

到目前為止，測試的複合材料樣品都符合英國和歐洲的標準，因此應該可以使用複合材料。該研究的主要作者Dimitar Dimov表示：「尋找更加綠色的建築方式是全球減少碳排放的重要一步，這是朝著建立更可持續發展的建築行業的正確方向邁出的關鍵一步。」

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