用碳基废料创建用于复合材料的闪光石墨烯

莱斯大学采用的一种新工艺可以利用大量的热和光将几乎所有碳源转化为有价值的石墨烯薄片。石墨烯与塑料，金属，胶合板，混凝土和其他建筑材料的本体复合材料将是闪蒸石墨烯的主要市场。

 

　　通过将含碳材料加热到3,000开尔文（约5,000华氏度），在10毫秒内制得了闪光石墨烯。原料几乎可以是任何具有碳含量的东西，包括食物垃圾，塑料垃圾，石油焦，煤炭和木屑。赖斯大学的化学家詹姆斯·图尔（James Tour）表示，快速石墨烯技术可以将这些材料转化为石墨烯，而成本仅为其他批量生产石墨烯的方法的一小部分。

 

　　“这很重要，”图尔说。“上有30％到40％的食物被扔掉了，因为它变质了，塑料废料引起了全的关注。我们已经证明，任何固体碳基物质，包括混合的塑料废料和橡胶轮胎，都可以转化为石墨烯。”

 

　　该方法产生具有容易分离的未对准层的涡轮层石墨烯。图尔说：“来自其他工艺的AB堆叠石墨烯（例如石墨的剥离）很难拉开。” “这些层牢固地粘合在一起。但是，由于层间的粘合力要低得多，所以层状石墨烯更容易加工。他们只是在解决方案中或在混合到复合物中时就分开了。” Tour继续说道，“这很重要，因为现在我们可以使每个单原子层与主体复合物相互作用。”

 

　　温度是闪蒸过程成功的关键，闪蒸过程发生在定制设计的反应器中，该反应器可快速加热物料并产生很少的多余热量。不使用溶剂，保持过程非常清洁。水稻研究人员Ksenia Bets说：“我们实质上加快了缓慢的地质过程，使碳演变为基态，即石墨。热量峰值极大地加速了它，并且在石墨烯阶段的适当时刻也将其停止。”

 

　　研究人员已经在测试石墨烯增强的混凝土和塑料。托尔说，过去，“石墨烯在这些应用中使用过于昂贵。闪蒸过程将大大降低价格，同时帮助我们更好地管理废物。”