A grafén felhasználása az építőiparban

  • Olvasási idő:5perc

A grafén egyike azoknak az anyagoknak, amely az építőiparban nagy karriert fog befutni a tulajdonságai miatt. A tiszta szénatomokból álló grafén szilárd molekulaszerkezetű, méhsejt alakban elrendezett anyag, amit alig 15 évvel ezelőtt szintetizálták először, és valószínűsíthetően forradalmasítani fog számos ipari ágazatot, köztük az építészetet és az építőipart.

A grafén tulajdonságai

A grafén rengeteg előnyös tulajdonsággal rendelkezik, amelyek miatt fokozatosan szuperanyagként népszerűvé válik. Számos ipari ágazat már vizsgálja a felhasználási lehetőségeit, de az építőipar talán az egyik legjobb párosítás ezzel az anyaggal. Az energiahatékonyság javítását és az épületek környezetterhelésének csökkentését szolgálhatja. A grafénnek van néhány olyan kiváló tulajdonsága, amellyel egyetlen más anyag sem rendelkezik.

A grafén a szén egyetlen atom vastagságú grafitrétege, melyet méhsejtrácsos elrendezésben álló szénatomok alkotnak
A grafén a szén egyetlen atom vastagságú grafitrétege, melyet méhsejtrácsos elrendezésben álló szénatomok alkotnak

A grafén kiválóan vezeti az elektromosságot

A grafén sokkal jobban képes vezetni az elektromosságot, mint a réz, ezért sokkal kevesebb elektromosságra van szüksége ugyanannyi energia szállítására, mint az utóbbinak. Ugyanakkor lehetővé teszi, hogy a napsugarakat azonnal elektromossággá alakítsuk át, mert képes a fényt befogni és energiává alakítani. Másrészt a hőt is jobban képes szállítani, mint bármely más, eddig ismert anyag.

A grafén a napelemek hatékonyságát jelentős mértékben fokozza
A grafén a napelemek hatékonyságát jelentős mértékben fokozza

A grafén hihetetlen keménységgel rendelkezik

Körülbelül 200-szor keményebb, mint az acél, ezért ellenáll a kopásnak és képes nagy terhelést elviselni. Ez különösen alkalmassá teszi a nagy tömegek elviselésére. Emellett nagyon ellenálló mind a súrlódással, mind az időjárási körülményekkel szemben. Ily módon a grafénből készült anyagok hosszú távon sokkal tartósabbak, mint elődeik.

A grafén nagy rugalmassággal rendelkezik

A grafén rendkívül rugalmas, ez a tulajdonsága pedig nagyon jól alakítható anyaggá teszi, így számos felhasználási és alkalmazási területre alkalmassá teszi. Másrészt nagyon könnyű, sokkal könnyebb, mint az alumínium, ráadásul átlátszó is. Ez a tulajdonság a rugalmasságával együtt ideálissá teszi a számítógépek képernyőinek vagy más elektronikus eszközök, különösen számítógépek, okostelefonok vagy táblagépek gyártásához is.

A grafén képes reagálni más anyagokkal

Ez a tulajdonsága lehetővé teszi, hogy a kiindulási szerkezetéből új anyagok jöjjenek létre, amivel bővülhet az alkalmazási köre. Ezen túlmenően, egy spanyol tudóscsoport kutatásai szerint, képes elnyelni az összes fényt az egyatomos rétegében, és képes a különböző színű fényt befogadni ami ideális a nagy hatékonyságú fotovoltaikus napkollektorokban alkalmazható fényérzékeny anyagok fejlesztéséhez. A jelenleg gyártott napelemeket félvezető anyagokkal, például szilíciummal fejlesztették ki, így azok csak a napból érkező infravörös sugárzás egy részét képesek befogni és elnyelni.

Grafén felhasználásával készült napelem
Grafén felhasználásával készült napelem

Átlátszóság és súly

A jövő szerkezeti jellegű anyagaként való felhasználását erősíti a rendkívül kis súlya, ezért sokkal erősebb és könnyebb egyedi szerkezeteket lehet létrehozni, ami megkérdőjelezhetetlen előnyt jelent az építészeti tervezési folyamatban, és az egyedi szerkezetek esetében az építési költségek jelentős csökkentését hozza magával.

Átlátsztósága és rugalmassága másrészt az ingatlanok burkolóanyagaként való alkalmazását is elhozza. Ebben az esetben az átlátszó és rugalmas felület sokkal gazdaságosabbá, ellenállóbbá és sokoldalúbbá teszi ezt az anyagot, mint az edzett üveg jelenlegi használata.

A grafén rugalmas és tartós
A grafén rugalmas és tartós

Az ionizáló sugárzással szembeni ellenállása különösen érdekes lehet olyan területeken, mint az egészségügy, ahol a grafén használata a sugárterápiás vagy mágneses rezonanciás berendezések által kibocsátott sugárzás szigetelőanyagaként jelentős megtakarítást jelentene a jövőbeli klinikák vagy kórházak építésének gazdasági költségeiben.

A grafén és alkalmazásai az építőiparban

Rendkívül erős, rugalmas anyag, és számtalan csodálatos tulajdonsága miatt a “csodaanyag” nevet kapta. Sok szakértő úgy fogalmaz, mint az elektronikát forradalmasító összetevőt, de várhatóan az építészetben és a gépészetben is eléri, hogy letaszítsa a mindenható betont és még a legkeményebb acélt is.

A grafén adalékok építőipari alkalmazásai

A grafén nagy hatékonysággal rendelkezik az olyan építőipari anyagokkal szemben, mint a beton. A legfontosabb alkalmazások az oszlopok, csövek, betonelemek, amelyek nagyobb tartósságot igényelnek az idő múlásával szemben. Ez az adalékanyag csökkenti a cement használatát, ami jó a környezet számára, és módosítja a hagyományos építési anyagok betonnal történő építésének eljárását.

A grafénból készült airgél a legkönnyebb és leghatékonyabb hőszigetelő anyag, amely lehetővé teszi alkalmazását nagy teljesítményű energiatakarékos megoldások eléréséhez. A grafén airgelből készült, körülbelül 5 mm vastagságú lapok szigetelésként használhatók, amivel a hagyományos szigetelőanyagoknál jóval kisebb vastagságról beszélünk.

Ez nagyfokú helytakarékosságot és az energiahatékonyság javulását teszi lehetővé, nemcsak az épületek építésénél, hanem a napelemek gyártásánál is. A minimális vastagság mellett nagyon rugalmas és erős anyag, rendkívül ellenálló a mechanikai behatásokkal szemben, és könnyen telepíthető. A grafént a duplacsöves napelemek gyártásánál is használják, azzal a céllal, hogy a panel és a víztároló tartály közötti kapcsolatot elszigeteljék.

A grafént a nanorészecskékből álló titán-oxid bevonatok készítéséhez is használják a csövek bevonására és védelmére, ezáltal javítva azok hatékonyságát és élettartamát, védve magukat a külső tényezők, például az időjárás és az ultraibolya sugárzás káros hatásától.

A grafénnek fontos szerepe van a fotovoltaikus napelemek gyártásában a grafén airgél-lel készült celláival, mivel nagy teljesítménye minden napfényt elnyel, ezért a teljesítménye jó hatásfokú, és mint fényérzékeny anyag megkönnyíti az összeszerelést és a telepítést. Mivel tartós anyag, növeli a napelem élettartamát, javítja a hatékonyságát és teljesítményét, és csökkenti a költségeket a vállalatok számára. A nagy hatékonyságú napelemekben csatlakozókábeleket is lehet gyártani belőle. Ezért a grafén airgel-t használó napelemekben az alacsonyabb vezetőképessége miatt nagyon hatékony.

A grafén felhasználásával készült airgél kiváló tűzálló anyag
A grafén felhasználásával készült airgél kiváló tűzálló anyag

Ezeken az alkalmazásokon kívül a nanotechnológia területe számos más, az építőiparon belül is alkalmazható alkalmazást mutat be, amelyek segítségével javíthatjuk a kész épület minőségét. Néhány alkalmazás célja az épületburkolatok hőszigetelésének javítása minimális vastagsággal, korrózióálló anyagok vagy ötvözetek gyártása amelyek nem rozsdásodnak, tartósak, ellenállnak a tűznek, könnyen karbantarthatók és tisztíthatók.

Ezért láthatjuk, hogy milyen lehetőségek rejlenek egy olyan anyagban mint a grafén, amely forradalmasítja mind a technológia, mind az építőipar megoldásait.

Keressen valamilyen témában

Cikkek amelyek érdekelhetik.....