莱斯大学的迈克·威廉姆斯 通过莱斯大学开发的技术，炭黑粉末在光和热的爆发下变成石墨烯
快速石墨烯在10毫秒内将任何碳源转化为有价值的2D材料
学分:杰夫·菲特洛/莱斯大学 转化成石墨烯的香蕉皮有助于大规模减少混凝土和其他建筑材料对环境的影响
当你在做的时候，把那些塑料空瓶子扔进去
莱斯大学化学家詹姆斯·图尔的实验室引入了一种新的工艺，可以将大量几乎任何碳源转化为有价值的石墨烯薄片
过程快捷、便宜；图尔说，“快速石墨烯”技术可以将一吨煤、食物垃圾或塑料转化为石墨烯，成本仅为其他批量石墨烯生产方法的一小部分
“这是一件大事，”图尔说
“全世界扔掉了30%到40%的食物，因为它们变坏了，塑料垃圾是全世界关注的问题
我们已经证明了任何固体碳基物质，包括混合塑料废料和橡胶轮胎，都可以变成石墨烯
" 据《自然》杂志报道，通过将含碳材料加热到3000开尔文(约5000华氏度)，快速石墨烯在10毫秒内制成
源材料几乎可以是任何含碳量的东西
图尔说，食物垃圾、塑料垃圾、石油焦、煤、木屑和生物炭是主要的候选物
“目前石墨烯的商业价格是每吨67，000到200，000美元，这个过程的前景看起来非常好，”他说
图尔说浓度低至0
用于粘结混凝土的水泥中1%的闪光石墨烯可以减少三分之一的巨大环境影响
据报道，水泥生产每年排放高达8%的人造二氧化碳
一瞬间，通过莱斯大学科学家开发的技术，碳黑变成了石墨烯
这种可扩展的工艺有望将任何来源的碳快速转化为块状石墨烯
左起:本科实习生克里斯蒂娜·克拉萨斯，化学家詹姆斯·图尔，研究生陈伟音和杜洛昂
学分:杰夫·菲特洛/莱斯大学 “通过用石墨烯加固混凝土，我们可以用更少的混凝土来建造，制造成本更低，运输成本也更低，”他说
“本质上，我们正在捕获像二氧化碳和甲烷这样的温室气体，而这些气体是废弃食物在垃圾填埋场排放的
我们正在将这些碳转化为石墨烯，并将石墨烯添加到混凝土中，从而降低混凝土制造过程中产生的二氧化碳量
使用石墨烯是一个双赢的环境方案
" “变废为宝是循环经济的关键，”合著者鲁茨贝·沙赫萨瓦里说，他是莱斯大学土木与环境工程、材料科学和纳米工程的兼职助理教授，也是混凝土技术公司的总裁
“在这里，石墨烯既是二维模板，也是控制水泥水化和后续强度发展的增强剂
" 图尔说，在过去，“石墨烯在这些应用中过于昂贵
闪存过程将大大降低价格，同时帮助我们更好地管理浪费
" “用我们的方法，碳变得固定，”他说
“它不会再进入空气了
" 这一过程与赖斯最近宣布的碳中心倡议非常吻合，该倡议旨在创造一个零排放的未来，将石油和天然气中的碳氢化合物转化为氢气和固体碳，实现二氧化碳零排放
图尔说，快速石墨烯工艺可以将固态碳转化为石墨烯，用于混凝土、沥青、建筑、汽车、服装等
莱斯研究生和主要作者杜伊·朗在旅游实验室开发了大块石墨烯的快速焦耳加热技术，该技术改进了石墨剥离和金属箔上化学气相沉积等技术，只生产少量石墨烯需要更多的努力和成本
更好的是，这个过程产生了“涡轮层”石墨烯，其错位的层很容易分离
“A-B从其他过程中堆积石墨烯，如石墨的剥落，是非常难分开的，”图尔说
“这些层牢固地粘在一起
但是涡轮层石墨烯更容易处理，因为层间的附着力低得多
它们只是在溶液中或混合在复合材料中时分开
“这很重要，因为现在我们可以让这些单原子层中的每一层与主体复合物相互作用，”他说
实验室指出，用过的咖啡渣转化成原始的单层石墨烯
研究人员表示，石墨烯与塑料、金属、胶合板、混凝土和其他建筑材料的大块复合材料将是闪光石墨烯的主要市场，他们已经在测试石墨烯增强的混凝土和塑料
闪蒸过程发生在一个定制设计的反应器中，该反应器快速加热材料，并将所有非碳元素以气体形式释放出来
图尔说:“当这一过程工业化时，从闪蒸反应器中排出的氧和氮等元素都可以作为小分子被捕获，因为它们有价值。”
他说，闪光过程产生的多余热量很少，几乎所有的能量都进入了目标
“几秒钟后你可以把手指放在容器上，”图尔说
“请记住，这几乎比我们以前用来制造石墨烯的化学气相沉积炉热三倍，但在闪蒸过程中，热量集中在碳材料中，而没有热量集中在周围的反应器中
“所有多余的能量以光的形式出现，在非常明亮的闪光中，因为没有任何溶剂，这是一个超级清洁的过程，”他说
当他启动第一个小规模设备来寻找新的材料相时，他没有想到会发现石墨烯，首先是从碳黑样品开始
他说:“这始于我看了一篇科学论文，这篇论文讨论了通过焦耳加热来制造金属相变纳米粒子。”
但是龙很快意识到这个过程只生产出了高质量的石墨烯
莱斯大学的科学家们正在通过一种他们称之为可以放大到工业规模的工艺将废物转化为涡轮层石墨烯
信贷:鲁兹贝·沙赫萨瓦里/克里特集团 赖斯研究员和合著者克塞尼亚·贝茨的原子级模拟证实了温度是材料快速形成的关键
“我们基本上加速了缓慢的地质过程，通过这个过程，碳演变成它的基态——石墨，”她说
“被热尖峰大大加速，它也在适当的时刻停止，在石墨烯阶段
“令人惊讶的是，以观察这种动力学而闻名的最先进的计算机模拟揭示了高温调制的原子运动和转变的细节，”贝茨说
图尔希望生产一公斤(2
2磅)的快速石墨烯，从能源部最近资助的一个项目开始
S
来源于煤炭
他说:“通过将煤廉价地转化为价值更高的建筑材料，这可以为大规模的煤炭生产提供出路。”
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