Substituir a areia pelo grafeno torna o concreto mais ecológico

Quando você pensa nos recursos que estamos exaurindo, a areia pode não fazer parte do topo de sua lista, mas está lá em cima graças à alta procura que criamos pelo concreto. Cientistas da Universidade Rice mostraram agora que substituir a areia pelo grafeno torna o concreto mais ecológico, mais leve e mais forte.

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 uma surpresa que este “material maravilhoso” já tenha sido misturado no concreto antes, geralmente para torná-lo mais forte e mais durável. Mas isso geralmente envolve apenas adicionar o grafeno à receita – em um novo estudo, a equipe da Rice desejava substituir completamente a areia.

O concreto é feito a partir de três ingredientes principais – água, areia e cimento – para unir tudo. A areia é o maior componente em volume e, dado o nosso apetite insaciável por concreto, a mineração de areia tem aumentado. Esse processo não é apenas [prejudicial ao meio ambiente], mas representa um risco de exaurir tais recursos.

A pesquisa surge no laboratório do químico James Tour, da Universidade Rice, cuja equipe produz grafeno há anos usando uma técnica que desenvolveram chamada aquecimento flash Joule. Ou seja, um material-base rico em carbono é rapidamente superaquecido com um zap de eletricidade, convertendo-o em flocos de grafeno. No caso aqui, o material-base usado foi o coque metalúrgico – uma fonte de combustível criada a partir do carvão.

“Os experimentos iniciais em que o coque metalúrgico foi convertido em grafeno resultaram em um material com tamanho semelhante ao da areia”, disse o principal autor do estudo, Paul Advincula. “Decidimos explorar o uso do grafeno derivado do coque metalúrgico para substituir totalmente a areia no concreto, e nossas descobertas mostram que funcionaria muito bem”.

Reduzir a quantidade de areia também não foi o único benefício. O concreto resultante foi 25% mais leve que o concreto feito com agregado normal e apresentou aumento de 32% em sua tenacidade, 33% na deformação de pico e 21% na resistência à compressão. A desvantagem é que houve uma redução de 11% em 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 viabilizar esse método comercialmente em larga escala, pelo menos o estudo mostrou que alternativas podem ser encontradas.

A pesquisa foi publicada no periódico científico ACS Applied Materials.

Fonte: Rice University

Artigo original (em inglês) publicado por Michael Irving na New Atlas.

Sobre o autor
Michael Irving sempre foi fascinado pelo espaço, tecnologia, dinossauros e os mistérios mais estranhos da física e do universo. Possuidor de um Bacharelado em Escrita Profissional e vários anos de experiência escrevendo artigos, em 2016 ele entrou para o time da New Atlas.