一項研究可將回收利用的汽車廢塑料變成石墨烯，並通過一種節能技術將其用於製造新的汽車部件。研究結果為全球在用的14億輛乘用車產生的這種需填埋垃圾提供了一個潛在處理辦法。相關研究近日發表於《通訊—工程學》。
該圖展示了廢舊汽車塑料在填埋場被切碎但回收升級為石墨烯的過程，石墨烯是一種高價值的納米材料，目前被福特汽車公司用作工業用聚合物加固劑。圖片來自福特汽車公司和萊斯大學
報廢汽車產生的廢塑料在全部需填埋塑料垃圾中佔了1萬億千克，平均每輛車有200-350千克塑料。出於各種原因，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，無法回收利用；而且傳統回收方式需要將不同類型的塑料進行分離，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，石墨烯是一種寶貴材料，每噸價值6萬~20萬美元，具有高導電性和較高的熱穩定性、化學穩定性等實用特性。這一過程或許是將汽車塑料回收變成石墨烯的可行手段。石墨烯有時也會作為部分汽車塑料的添加劑，提高強度和噪音吸收率。
美國德克薩斯州萊斯大學的James Tour和同事演示了利用名為焦耳熱閃蒸的節能技術，將二手車塑料轉換成高質量石墨烯。該技術使用電流加熱碳，將其變成石墨烯，只需使用低成本設施，且無需對塑料進行分離或分類，也無需溶劑、熔爐或水。
作者將福特F-150皮卡的保險杠、墊片、地毯、墊子、座椅、門框壓條一起粉碎，演示了這個過程的一般步驟。他們又用回收得到的石墨烯增強了新的車用塑料，並發現其性能與福特新投產的含石墨烯的塑料複合材料的性能相當。
2022年F-150的內部，石墨烯因其優秀的強度、穩定性和輕質性在工業上被用作加固劑。圖片來自福特汽車公司
作者Kevin Wyss手拿一瓶廢塑料製成的石墨烯和一塊福特汽車公司實驗用的石墨烯加固的聚合物。圖片來自萊斯大學
作者隨後又對這種從廢物中回收的石墨烯/塑料複合材料再次使用焦耳熱閃蒸技術加熱，產生了更多的石墨烯。
此外，作者還發現相比傳統的石墨烯生產方式，焦耳熱閃蒸技術在能源需求、全球變暖作用、耗水量方面都更低。
作者認為，該研究或成為朝着更環保石墨烯生產方式的一次進步。
作者Kevin Wyss拿着報廢的汽車廢塑料，這些塑料被回收升級為石墨烯。這些報廢塑料來自垃圾填埋場，使用前未經任何清洗或凈化。圖片來自萊斯大學
相關論文信息：https：//doi.org/10.1038/s44172-022-00006-7
作者：馮維維 來源：中國科學報