Nâng cấp mặt đường đầu tiên trên thế giới với siêu vật liệu Graphene

Trong thời gian gần đây, graphene nhanh chóng thu hút được sự chú ý của giới khoa học và công nghệ. Được ca ngợi như một “siêu vật liệu” của tương lai, graphene có thể tạo ra các tấm vật liệu không những vô cùng mỏng, nhẹ mà còn siêu bền và gần như trong suốt. Cụ thể, Graphene là một kiểu tấm cấu tạo từ các nguyên tử cacbon liên kết với nhau theo kiểu hình lục giác tuần hoàn.

Siêu vật liệu Graphene

Đây được coi là mảnh vật chất mỏng và bền nhất thế giới hiện nay với độ bền đã từng được kiểm chứng là hơn thép tới 300 lần. Đồng thời, Graphene còn được công nhận là linh hoạt hơn rất nhiều so với silicon. Tốt hơn silicon, độ linh hoạt cao trong khi còn bền hơn thép và dẫn nhiệt tốt, graphene hiện đang được coi là loại chất liệu lý tưởng cho các thiết bị đeo trên người. Tuy nhiên, cũng vì những đặc tính hiếm có như vậy mà loạt vật chất này có giá thành sản xuất rất đắt đỏ.

Các nhà khoa học dự đoán siêu vật liệu graphene sẽ tạo bước đột phá lớn trong ngành công nghiệp tương lai.

Theo BBC cho biết, Graphene được mệnh danh là vật liệu mạnh nhất trên thế giới, sẽ được sử dụng trong các công trình tái tạo bề mặt đường cao tốc A1 của Vương quốc Anh, kéo dài từ London đến Edinburgh. Các chuyên gia sẽ thử nghiệm trộn graphene vào nhựa đường tái chế nhằm đánh giá hiệu quả kéo dài tuổi thọ cho các con đường sử dụng vật liệu này.

Graphene được sử dụng để tái tạo bề mặt các công trình ở Northumberland, đặc biệt là phía đông bắc nước Anh. Chúng sẽ được thực hiện trên các con đường phía bắc giữa Newton trên Moor và West Cawledge, phía nam Alnwick từ ngày 19 tháng 9 đến ngày 1 tháng 11 năm nay. Việc sử dụng siêu vật liệu này báo hiệu một tương lai của những con đường bền hơn, thời gian sử dụng lâu dài hơn và cũng có thể cải thiện đáng kể sự an toàn cho những người lái xe.

Thử nghiệm tái tạo bề mặt graphene ‘đầu tiên trên thế giới’

Cụ thể, graphene sẽ được trộn vào nhựa đường tách ra từ A1 để tái chế, sau đó trải lại lên mặt đường. Thử nghiệm này sẽ giúp các nhà chức trách kiểm tra xem liệu graphene, vật liệu chỉ dày một nguyên tử, có thể kéo dài tuổi thọ cho các con đường hay không. Graphene cũng từng được trộn với chất dẻo để gia cố nhựa đường mới, nhưng đây là lần đầu tiên trên thế giới vật liệu này được thêm vào nhựa đường tái chế, theo thông báo của các nhà chức trách Anh.

“Những ích lợi của graphene đang thay đổi nền công nghiệp. Graphene cứng hơn thép và thêm nó vào các vật liệu khác có thể biến chúng thành siêu vật liệu. Theo những gì chúng tôi quan sát đến nay, graphene có thể giúp một số thứ tồn tại lâu hơn đáng kể”, Graeme Watt, quản lý công ty nhà nước National Highways, cho biết. Watt cũng xác nhận rằng graphene đã vượt qua thử nghiệm trong phòng thí nghiệm trước khi được xem xét sử dụng trong các thử nghiệm bên ngoài.

Thử nghiệm tái chế mặt đường với graphene sẽ diễn ra trên đường A1, hạt Northumberland. Ảnh: BBC

Các phương pháp xây dựng tiên tiến mới

Graphene là một dạng biến thể thù hình của cacbon – một trong nhiều dạng vật chất mà cacbon có thể tồn tại – được cấu tạo từ một lớp nguyên tử đơn lẻ được sắp xếp trong một mạng tổ ong. Do sức mạnh, độ bền và tính linh hoạt, nó đã cho thấy tiềm năng to lớn cho nhiều ứng dụng bao gồm công nghệ pin và quy trình khử muối có thể làm cho nước biển có thể uống được. Với công việc tái tạo bề mặt mới, graphene có thể kéo dài tuổi thọ của những cung đường ô tô đi cũng như giảm tần suất nâng cấp đường.

Các công trình này sẽ là gói thầu mới nhất của chính phủ Anh để thử nghiệm phương pháp xây dựng tiên tiến cho các dự án cơ sở hạ tầng lớn. Các nhà chức trách của Anh cũng thông báo sẽ đẩy nhanh tiến độ xây dựng mạng lưới đường sắt cao tốc thứ hai (HS2) sử dụng phương pháp in 3D bê tông cốt thép. Phương pháp mới này cải thiện độ bền cho mạng lưới đường sắt và cũng cắt giảm 50% lượng khí thải carbon của công trình xây dựng vì nó loại bỏ nhu cầu về thanh gia cố bằng thép. Các công trình đường Graphene mới cũng sẽ sử dụng in 3D  giúp thúc đẩy sự phát triển của ngành giao thông khi ứng dụng những công nghệ này. 

Theo Interesting engineering