Informativa Questo sito o gli strumenti terzi da questo utilizzati si avvalgono di cookie necessari al funzionamento ed utili alle finalità illustrate nella cookie policy. Chiudendo questo banner, scorrendo questa pagina, cliccando su un link o proseguendo la navigazione in altra maniera, acconsenti all’uso dei cookie.

Il grafene rende la costruzione più verde

La forma del carbonio incorporato nel calcestruzzo ha creato un materiale composito potenzialmente con capacità meccaniche migliori e più resistente all'acqua che potrebbe ridurre le emissioni

 

C'è una spinta costante per lo sviluppo di materiali da costruzione multifunzionali ad altissime prestazioni. Questi materiali devono esibire maggiore durata e prestazioni meccaniche e devono incorporare funzionalità che soddisfano molteplici usi al fine di essere adatti per le future applicazioni strutturali emergenti. Vi è un ampio consenso nella comunità di ricerca sul fatto che il calcestruzzo, il materiale da costruzione più utilizzato in tutto il mondo, deve essere progettato su scala nanometrica, dove le sue proprietà chimiche e fisico-meccaniche possono essere veramente migliorate.

Gli attuali sforzi di ricerca sono quindi diretti ad esplorare nuovi modi per migliorare le prestazioni del calcestruzzo attraverso la nano-ingegneria delle proprietà chimiche e fisico-meccaniche del cemento, il principale elemento legante nella composizione del calcestruzzo.

Studi precedenti hanno in gran parte focalizzato il problema sulla costituzione dei nanomateriali nel cemento. Questi includono l'incorporazione di nanotubi di carbonio e di ossido di grafene nel cemento che hanno portato ad un miglioramento della resistenza alla compressione. Tuttavia, questi risultati non si estendono direttamente al calcestruzzo, poiché l'aggiunta di sabbia e aggregati modifica il comportamento fisico-meccanico del materiale.

I ricercatori hanno incorporato il  grafene nella tradizionale produzione del calcestruzzo sviluppando un materiale composito che è più di due volte più resistente e quattro volte più resistente all'acqua dei calcestruzzi esistenti.

Il composito potrebbe essere utilizzato direttamente nei cantieri, consentendo la costruzione di edifici solidi e durevoli utilizzando meno cemento e riducendo le emissioni di gas serra.

Monica Craciun, professoressa di nanoscienza presso il dipartimento di ingegneria dell'Università di Exeter, ha dichiarato: "Le nostre città affrontano una crescente pressione dalle sfide globali in materia di inquinamento, urbanizzazione sostenibile e resilienza a eventi naturali catastrofici. Questo nuovo materiale composito è un punto di svolta assoluto in termini di rafforzamento del calcestruzzo tradizionale per soddisfare queste esigenze. "

 

Il grafene è una forma di carbonio prodotta per la prima volta in modo affidabile presso l'Università di Manchesternel 2004, lavoro che ha portato a due premi Nobel. È costituito da un singolo strato di atomi di carbonio in un reticolo esagonale. La sua struttura gli conferisce importanti qualità fisiche, compresa una efficiente conduttanza di calore ed elettricità e una forza insolita.

 

Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più comune, insieme all'acciaio, ma le emissioni di gas serra dal cemento e dalla produzione di cemento rimangono ostinatamente alte, in parte a causa dell'energia utilizzata nella loro creazione, ma anche perché i processi chimici necessari comportano la rottura di calcare e rilascio di anidride carbonica.

Secondo il Carbon Disclosure Project, in un recente studio, i produttori di cemento rappresentano il 6% delle emissioni globali di anidride carbonica e i produttori devono effettuare riduzioni drastiche se si vogliono raggiungere gli obiettivi climatici di Parigi.

 

Dimitar Dimov et al., “Ultrahigh Performance Nanoengineered Graphene–Concrete Composites for Multifunctional Applications”, Advanced Functional Materials, vol.28, issue23, 2018

 

 

 

Joomla templates by a4joomla