과학자들이 콘크리트의 강도와 내구성을 높이기 위해 노력하고 있기 때문에 놀라운 재료 인 그래 핀이 유망한 첨가제로 입증 된 것은 놀라운 일이 아닙니다. 세계에서 가장 강력한 인공 재료로서 건축의 세계에 많은 것을 제공 할 수 있으며, 이에 대한 최신 사례는 물과 균열에 매우 강한 새로운 형태의 그래 핀 주입 시멘트를 개발 한 노스 웨스턴 대학 연구자들로부터 나옵니다. .

세계에서 가장 널리 사용되는 재료 인 콘크리트 생산의 핵심 성분 인 시멘트는 전 세계 온실 가스 배출량의 약 XNUMX %를 차지하는 막대한 환경 발자국을 가지고 있습니다. 연구원들이 이러한 부담을 줄이기를 희망하는 한 가지 방법은 더 오래 지속되는 콘크리트 형태를 개발하여 손상된 구조물을 대체하기 위해 추가 콘크리트의 필요성을 줄이는 것입니다.

콘크리트 구조물이 실패하는 이유 중 하나는 작은 파열로 시작되는 균열의 형성입니다. 물이 이러한 파열에 침투하면 전체를 수리하거나 교체해야 할 때까지 크기가 커질 수 있습니다. 우리는 과학자들이 도움을 받아 자체 균열을 패치하는 "자가 치유"콘크리트를 통해이 과정에 개입 할 수있는 몇 가지 흥미로운 방법을 보았습니다. 혈액 효소, 진균류 과 특수 접착제.

그래 핀도 여기에 영향을 미칠 수 있습니다. 우리는 다음을 사용하는 유망한 콘크리트 프로토 타입을 보았습니다. 수분 투과성을 감소시키는 그래 핀 조각, 심지어 어떻게 오래된 타이어는 그래 핀으로 변환 될 수 있습니다 더 강한 콘크리트 생산을 위해. 그리고이 기술은 엔지니어들이 최근에 세계 최초 그래 핀 강화 콘크리트 슬래브 영국에서.

노스 웨스턴 대학의 연구원들은 또 다른 초강력 시멘트 제조법을 만들고 있는데, 여기서 경이로운 물질의 작은 입자가 결합되어 콘크리트가 물에 더 잘 견디도록합니다. 연구팀은 탄소 나노 튜브, 탄소 나노 섬유, 그래 핀 나노 혈소판을 포함한 다양한 입자 유형을 실험 한 후 스크래치 테스트라는 고급 기술을 통해 성능을 테스트했습니다. 이것은 재료의 미세한 부분을 원뿔형 프로브에 적용하여 파손 반응을 테스트합니다.

연구의 주 저자 인 Ange-Therese Akono는“동시에 여러 가지 자료를 볼 수있었습니다. “내 방법은 마이크로 미터 및 나노 미터 단위로 직접 적용되므로 상당한 시간이 절약됩니다. 그리고이를 바탕으로 우리는 재료가 어떻게 작동하는지, 어떻게 균열이 발생 하는지를 이해하고 궁극적으로 균열에 대한 저항성을 예측할 수 있습니다. "

이 실험을 통해 과학자들은 시멘트의 구성을 조정하여 성능을 향상시킬 수있었습니다. 이 과정을 통해 팀은 최종 제품의 내 파괴성을 향상시키기 위해 소량으로 통합 될 수 있음을 발견 한 그래 핀 나노 혈소판을 우승 성분으로 결정했습니다. 이는 재료의 다공성을 낮추어 수분 침투를 78 % 감소시킴으로써 달성되었습니다.

“이 응용 분야에서 나노 입자의 역할은 지금까지 이해되지 않았기 때문에 이것은 중요한 돌파구입니다.”라고 Akono는 말합니다. “교육을받은 파괴 역학 전문가로서 저는 시멘트 생산을 변경하여 파괴 반응을 향상시키는 방법을 이해하고 싶었습니다.”

이 연구는 저널에 발표되었습니다 왕립 학회 A의 철학적 거래.

출처: 노스 웨스턴 대학

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출처 : https://newatlas.com/materials/durable-concrete-graphene-particles-water-cracking/