Betonárna. Spotřeba písku je enormní. Kredit: Checkteam, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Když je řeč o surovinách, které v dnešní době docházejí, lidé obvykle nemají na mysli písek. Přetrvává dojem, že písku je všude dost. Přitom ale právě písek představuje jednu z nejvíce kritických surovin – a současně je také nejvíce těženou surovinou na světě. Ohromná a stále rostoucí poptávka po betonu vytváří nenasytnou černou díru, ve které písek mizí jako loňský sníh.

Těžba písku v Blairu, Wisconsin. Kredit: Wikideas1, Wikimedia Commons.

Beton má vlastně velice jednoduché složení. Tvoří ho tři hlavní složky: voda, plnivo (což je písek a štěrk) a pojivo, čili cement, který zajistí, že to všechno bude držet pohromadě. Daleko nejvíce objemu betonu přitom zabírá právě písek. Těžba písku po celém světě dosahuje obřích rozměrů. Což má nejen destruktivní dopady na prostředí, ale také to není možné udržet příliš dlouho. Zásoby použitelného písku jsou na pokraji vyčerpání.

Druhý zleva James Tour, třetí zleva Paul Advincula. Kredit: Jeff Fitlow / Rice University.

V nedávné minulosti jsme byli svědky technologií, které využívají jako pokročilou příměs do betonu grafen. Tento pozoruhodný materiál vylepšuje žádoucí vlastnosti betonu. Populární „bleskový“ chemik James Tour z americké Rice University a jeho kolegové navrhují kompletně nahradit písek v betonu bleskovým grafenem.

Jejich laboratoř si již před časem získala pozornost světových médií výrobou vloček grafenu z materiálů obsahujících uhlík bleskovým zahříváním Jouleovým teplem, které vzniká působením krátkého „záblesku“ elektrického proudu. Pokud jde o grafen pro beton, Tour s kolegy použili jako výchozí surovinu pro bleskový grafen metalurgický koks, který se vyrábí z uhlí.

Jak uvádí vedoucí výzkumu Paul Advincula, pilotní experimenty potvrdily, že při „zbleskování“ metalurgického koksu vzniká materiál s částicemi podobné velikosti jako písek. Když zkusili písek v betonu takovým grafenem opravdu nahradit, ukázalo se, že bleskový grafen funguje velice dobře.

Zatím je bleskový grafen pro výrobu betonu příliš drahý. Pokud by se ale tato technologie prosadila, přínosem by nebylo jenom šetření (již téměř vyčerpaných) zásob písku. Výsledný beton je o 25 procent lehčí a zhruba o třetinu pevnější. Jistou vadou na kráse je zhruba o desetinu nižší odolnost vůči deformaci roztahováním. Rozhodně jde o zajímavou alternativu písku, která si zaslouží pozornost.

Video: Flash GRAPHENE [2020]

Literatura

New Atlas 28. 1. 2024.

ACS Applied Materials 16: 1474–1481.