Betonul este unul dintre cele mai dăunătoare materiale din lume. Grafenul ar putea schimba asta

Betonul a fost descris ca fiind cel mai distructiv material de pe Pământ. După apă, este cea mai folosită substanță din lume, cu o utilizare de două ori mai mare a oțelului, lemnului, materialelor plastice și aluminiului combinate.

Pentru a produce tot acest beton, sunt produse peste 4 miliarde de tone de ciment în fiecare an. Potrivit think tank-ului Chatham House, acest lucru generează aproximativ 8% din toate emisiile de CO2 – mai mult decât ceea ce este cauzat de toate camioanele de pe glob.

Producătorii de ciment trebuie să reducă urgent această amprentă. Pentru a îndeplini cerințele Acordului de la Paris privind schimbările climatice, industria trebuie să reducă emisiile cu cel puțin 16% până în 2030. În același timp, sectorul se confruntă cu o cerere în creștere din cauza urbanizării rapide și a creșterii populației.

Este o problemă prevestitoare. Dar inginerii cred că grafenul oferă o soluție.

Izolată pentru prima dată la Universitatea din Manchester în 2004, natura 2D a grafenului oferă o combinație unică de rezistență, flexibilitate, ușurință și conductivitate. Aceste proprietăți au atras atenția Nationwide Engineering, o afacere britanică de construcții.

Filiala de cercetare și dezvoltare a companiei, cu acronimul memorabil, NERD (Nationwide Engineering Research and Development), a fost însărcinată să transforme „materialul minune” într-un nou aditiv: Beton.

Betonul constă din grafen care este produs la Universitatea Manchester. Cantități mici de formula lichidă sunt adăugate în timpul procesului de amestecare a betonului.

Grafenul oferă atât suport mecanic, cât și o suprafață activă pentru reacțiile chimice care apar în timpul hidratării și întăririi cimentului.

„Dozele foarte mici de material, în unele cazuri mai mici de 0,01%, sunt necesare pentru a obține câștiguri substanțiale de performanță”, spune Alex McDermott, co-fondatorul Concretene, pentru NewIT.

„Aceasta înseamnă că Concretene este viabilă din punct de vedere comercial, cu costurile angro pentru a fi în conformitate cu aditivii existenți deja utilizați în industria betonului.”

Potrivit lui McDermott, betonul folosit în proiecte reale de construcție a fost cu până la 30-50% mai rezistent decât betonul standard. Testele de laborator ulterioare au arătat câștiguri de rezistență care depășesc 100%. Ca rezultat, volumul de ciment necesar se poate reduce semnificativ fără a afecta performanța.

Costurile, contracția și fisurarea pot fi, de asemenea, reduse, în timp ce creșterea densității reduce porozitatea betonului.

„Acești factori vor permite inginerilor să reducă volumul de beton necesar în proiectele viitoare, reducând și mai mult impactul CO₂”, spune McDermott.

În cele din urmă, el crede că Concretene ar putea fi utilizat în mai mult de 99% din betoane din întreaga lume.

Testele inițiale de Concretene au produs rezultate promițătoare.

În 2021, NERD a așezat prima placă de beton grafen din lume pe podeaua unei noi săli de sport din Anglia. Au urmat alte încercări la o discotecă și o dezvoltare rezidențială.

În total, peste 1.000 de tone de beton au fost acum turnate în proiecte din lumea reală. Următoarea țintă este împingerea produsului în mainstream.

Grafenul a fost dificil de produs la viteză și la scară, dar descoperirile recente au făcut din producția de masă o perspectivă mai realistă.

Aceste evoluții au redat încrederea investitorilor. În decembrie, Concretene a strâns 8 milioane de lire sterline dintr-o rundă de finanțare VC condusă de LocalGlobe. Cash-ul va fi folosit pentru a accelera planurile de comercializare.

Concretene se va orienta acum către colaborări cu Aeroportul Heathrow, Network Rail, Yorkshire Water și Agenția de Mediu. În curând vor începe și lucrările la prima încercare rutieră a Betonului cu Autostrăzi Naționale

„Betonul este supus unor teste „în direct” în locurile în care poate fi folosit cel mai mult”, spune McDermott. „Acesta este un pas cheie pentru a obține adoptarea în industrie.”

Aceasta ar putea fi o veste bună atât pentru sectorul construcțiilor, cât și pentru mediu. Pentru că, în ciuda pretențiilor britanicilor de șoc, nu poți cultiva beton, dar poți crește grafen.