Дефицит песка: может ли графен стать основой для бетона будущего?

Дефицит песка — это уже не теория, а суровая реальность. Его нелегальная добыча калечит экосистемы рек и берегов. Мы подошли к черте, когда нужно либо срочно менять привычки, либо искать альтернативу. И, кажется, одну из них уже нашли.

Графен вместо песка

Графен — это тонкий, как атом, и прочный, как алмаз. Его уже пробовали подмешивать в бетон для прочности, но всегда по чуть-чуть. А что, если пойти ва-банк? Исследователи из Университета Райса задались именно этим вопросом: можно ли выкинуть песок из рецепта и заменить его полностью графеном?

Давайте разберем бетон на составляющие. Вода, цемент (связующее) и песок (наполнитель, основа объема). Песок — главный «пожиратель» наших ресурсов. Его нужно все больше, а брать уже почти неоткуда. Не пора ли переписать рецепт?

Команда химика Джеймса Тура уже давно научилась добывать графен хитрым способом — мгновенным перегревом. Берут, к примеру, металлургический кокс (продукт переработки угля), пропускают через него мощный ток — и получаются хлопья графена. И вот что интересно: в одном из экспериментов размер этих хлопьев оказался удивительно похож на песчинки.

«Мы посмотрели на этот материал и подумали: а ведь он размером с песок! — рассказывает ведущий автор работы Пол Адвинкула. — Почему бы не попробовать заменить им весь песок в бетоне? И знаете что? Получилось блестяще».

Экономия песка — лишь первый бонус. Бетон с графеновым наполнителем оказался на четверть легче обычного. Но легче — не значит слабее. Его ударная вязкость выросла на треть, прочность на сжатие — на 21%. Правда, есть и компромисс: устойчивость к растяжению немного снизилась. Ничего не дается просто так, даже в мире нанотехнологий.

Конечно, сегодня графеновый бетон — дорогое удовольствие. Но разве это не удивительно — держать в руках прототип материала, который может изменить правила игры в строительстве?

Гренландия спешит на помощь

Пока графен борется за свое место, природа сама предлагает решение. Глобальное потепление имеет и побочный эффект: тающие ледники Гренландии обнажают и выносят к берегам колоссальные запасы песка и гравия. Ирония судьбы, не правда ли? Климатический кризис создает новый ресурсный потенциал для целой страны.

Гренландия может превратиться в крупного мирового экспортера песка. Это шанс для острова и небольшая передышка для планеты. Так что надежда есть — она в инновационных лабораториях и... в холодных водах Северной Атлантики. Будущее строительства видится в таком неожиданном симбиозе.