汽車廢塑料巧變石墨烯

《通訊·工程學(xué)》雜志近日發(fā)表的一項(xiàng)可持續(xù)性研究稱，能將回收利用的汽車廢塑料變成石墨烯，并通過(guò)一種節(jié)能技術(shù)將其用于制造新的汽車部件。研究結(jié)果為全球在用的14億輛乘用車產(chǎn)生的這種需填埋的垃圾，提供了一個(gè)潛在處理辦法。

報(bào)廢汽車產(chǎn)生的廢塑料，在全部需填埋塑料垃圾中占了10億噸，平均每輛車有200—350公斤塑料。出于各種原因，這類材料很難被再利用。比如，這些材料中有很多都是工程改造塑料，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法回收，而且傳統(tǒng)回收方式需要將不同類型的塑料進(jìn)行分離，回收成本高昂。

近期研究顯示，將廢塑料變成石墨烯是可行的，石墨烯是一種寶貴的材料（每噸價(jià)值6萬(wàn)—20萬(wàn)美元），具有高導(dǎo)電性和較高的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等實(shí)用特性。這一研究或許是將汽車塑料回收變成石墨烯的可行手段，而且，石墨烯有時(shí)也會(huì)作為部分汽車塑料的添加劑，提高強(qiáng)度和噪音吸收率。

此次，美國(guó)萊斯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)演示了利用名為“焦耳熱閃蒸”的節(jié)能技術(shù)，將二手車塑料轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量石墨烯。該技術(shù)使用電流加熱碳，將其變成石墨烯，只需使用低成本設(shè)施，且無(wú)需對(duì)塑料進(jìn)行分離或分類，也無(wú)需溶劑、熔爐或水。

研究人員將福特F-150皮卡的保險(xiǎn)杠、墊片、地毯、墊子、座椅、門框壓條一起粉碎，并演示了這個(gè)過(guò)程的一般步驟。他們又用回收得到的石墨烯增強(qiáng)了新的車用塑料，發(fā)現(xiàn)其性能與福特新投產(chǎn)的含石墨烯的塑料復(fù)合材料的性能相當(dāng)。

團(tuán)隊(duì)隨后又對(duì)這種從廢物中回收的石墨烯/塑料復(fù)合材料再次使用焦耳熱閃蒸技術(shù)加熱，產(chǎn)生了更多的石墨烯。此外，他們還發(fā)現(xiàn)相比傳統(tǒng)的石墨烯生產(chǎn)方式，焦耳熱閃蒸技術(shù)在能源需求、全球變暖作用、耗水量方面都更低。

2020年，美國(guó)萊斯大學(xué)的課題組發(fā)表了一種獲取石墨烯的方法——通過(guò)焦耳熱閃蒸方式，把含碳的廉價(jià)物體比如混合塑料廢棄物轉(zhuǎn)換成石墨烯。這種方法一箭雙雕，既能降低制備石墨烯的成本，還能解決廢塑料回收利用的問(wèn)題。焦耳熱閃蒸技術(shù)可在極短時(shí)間內(nèi)將不起眼的材料變成更有價(jià)值的石墨烯。沿著他們開(kāi)創(chuàng)的這條道路，萊斯大學(xué)又找到了富有前景的應(yīng)用領(lǐng)域——汽車廢塑料回收。用廢塑料制備的石墨烯，還能用回到車輛生產(chǎn)當(dāng)中。如果這項(xiàng)技術(shù)被大型車企采用，確實(shí)商機(jī)無(wú)限。