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Apesar de ser uma folha de átomos de carbono com apenas um átomo de espessura, o grafeno tem a reputação de ser incrivelmente forte. Como tal, não é nenhuma surpresa que este “material maravilhoso” já tenha sido misturado ao concreto antes, geralmente para torná-lo mais resistente e durável . Mas isso geralmente envolve apenas adicionar grafeno à receita – para o novo estudo, a equipe do Rice queria substituir completamente a areia.
O concreto é feito de três ingredientes principais: água, um agregado como a areia e cimento para unir tudo. A areia é o maior componente em volume e, dado o apetite insaciável da humanidade moderna por concreto, a mineração de areia está aumentando. Este processo não é apenas destrutivo, mas corre o risco de ficar sem fontes.
A pesquisa vem do laboratório do químico James Tour, da Rice University, cuja equipe vem produzindo grafeno há anos usando uma técnica que desenvolveram chamada aquecimento flash Joule. Essencialmente, um material de base rico em carbono é rapidamente superaquecido com uma descarga de eletricidade, convertendo-o em flocos de grafeno. Nesse caso, o material base foi o coque metalúrgico, fonte de combustível criada a partir do carvão.
“Os experimentos iniciais em que o coque metalúrgico foi convertido em grafeno resultaram em um material que parecia semelhante em tamanho à areia”, disse Paul Advincula, principal autor do estudo. “Decidimos explorar o uso do grafeno derivado do coque metalúrgico como substituto total da areia no concreto, e nossas descobertas mostram que funcionaria muito bem”.
Economizar areia também não foi o único benefício. O concreto resultante era 25% mais leve que o concreto feito com agregado normal e apresentou um aumento de 32% na tenacidade, 33% na deformação máxima e 21% na resistência à compressão. No lado negativo, houve uma redução de 11% no seu módulo de Young, uma medida da resistência de um material à deformação por estiramento.
Embora a equipe diga que o grafeno é atualmente muito caro para tornar este método comercialmente viável em grande escala, isso pelo menos mostra que existem alternativas que poderiam ser buscadas.
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Fonte: New Atlas / Michael Irving / Publicação 28/01/2024
