벌집과 같은 육각형 격자 구조로 이루어진 "그래핀"을, 식품 폐기물이나 플라스틱 폐기물로부터 생성하는 방법이 고안되었다.
라이스 대학의 화학자인 제임스 투어 씨의 연구실이, 음식물 쓰레기, 플라스틱, 기타 재료를 기반으로 그래핀 분말을 생성하는 방법을 개발했는데, 이 프로세스는 신속하고 저렴하다.
투어씨는 쓰레기로부터 그래핀을 작성하는 방법을 "플래시 그래핀"이라고 부르고 있고, 기존의 그래핀 바르크 제조 방법의 코스트의 몇분의 1로 억제하는 것이 가능하다. 즉, 대량의 석탄, 식품 폐기물, 플라스틱을 그래핀으로 변환 할 수 있다.
투어 씨는 "세계에서는 식품의 30~40%가 폐기되고 있습니다. 또, 플라스틱 폐기물도 세계적으로 염려되고 있습니다. 한편, 혼합 플라스틱 폐기물이나 고무 타이어라고 하는 고체 탄소 베이스의 물질을 그래핀으로 변환할 수 있는 것은 증명되고 있습니다"라고 말하고, 플래시 그래핀 기술의 중요성을 말하고 있다.
플래시 그래핀 기술은, 탄소 함유 재료를 화시 3000도(섭씨 약 5400도)로 가열해, 불과 10밀리초만 지나면 그래핀을 생성할 수 있다는 것. 그래핀을 생성할 때 원료가 되어야 할 재료는, 탄소를 포함한 것은 뭐든지 Ok. 투어씨에 따르면, 재료의 유력 후보는 식품 폐기물, 플라스틱 폐기물, 석유 코크스, 석탄, 목재, 바이오탄이라고 한다.
투어씨는 "기존 그래핀의 상업 가격은 t당 6만 7000 ~ 20만 달러이기 때문에, 플래시 그래핀 기술이 놀라울 것"이라고 코멘트
투어씨에 따르면, 콘크리트의 결합에 사용되는 시멘트에는 그래핀 분말이 0.1% 포함되어 있고, 플래시 그래핀으로 생성한 그래핀 분말을 사용하면, 환경에 대한 영향을 3분의 1까지 삭감하는 것이 가능하다고.
그는 "그래핀으로 콘크리트를 강화해 건축에 사용하는 콘크리트를 줄일 수 있어, 제조 비용 및 수송 비용을 절감할 수 있습니다. 기본적으로 우리는 폐기물이 매립지에서 배출될 이산화탄소와 메탄 등의 온실가스를 가둬두고 있습니다. 이러한 탄소를 그래핀으로 변환하고, 이를 콘크리트에 포함시킴으로써 콘크리트 제조에서 배출되는 이산화탄소의 양을 줄일 수 있습니다. 이것은 그래핀을 사용하는 쌍방에게 메리트가 있는 환경 시나리오입니다"라고 투어씨는 말하고, 플래시 그래핀 기술의 유용성을 어필하고 있다.
라이스 대학에서 토목 환경 공학 및 재료 과학의 조교수를 맡고 있는 Rouzbeh Shahsavari 씨는 "그래핀을 더하는 것으로 시멘트의 수화와 그 후의 강도 발현을 제어하는 보강재로서도 기능합니다"라고 지적. 투어씨는 "그래핀은 콘크리트에 사용하기에는 너무 비쌉니다. 그러나, 플래시 그래핀 기술은 폐기물을 보다 적절힌 관리하는 것에 도움이 되면서, 한층 더 가격을 큰폭으로 억제하는데도 연결됩니다"라고 말해, 염가의 그래핀 제조 프로세스가 콘크리트의 코스트 저하와 강도 향상으로 연결된다고 하고 있다.
또한, 투어 씨의 플래시 그래핀 기술에서는, 분리되기 쉬운 층의 위치가 어긋난 난층 구조의 그래핀이 생성되는 부차 효과도 있다. 다른 프로세스에서 작성된 AB 스택 그래핀은 박리가 어렵다는 문제가 있다고 하는데, 플래시 그래핀 기술로 생성된 난층 구조의 그래핀은 층간 접착력이 훨씬 낮아 취급이 훨씬 간단하다는 것.
투어씨에 따르면, 플래시 그래핀 기술의 가열 프로세스에서는 거의 과도한 열이 발생하지 않고, 에너지의 대부분이 재료로 된다고...따라서 가열하고 나서 몇 초 후에는 그래핀 생성용 컨테이너에 손을 얹을 수 있다고도 한다는.
