I ricercatori della WSU hanno sviluppato un processo per fabbricare minuscole fibre per maschere, lunghe da cinque a 30 millimetri, e poi le hanno aggiunte al cemento per rafforzarlo e prevenirne la rottura. Credito:WSU
Con le pervasive maschere monouso durante la pandemia che ora presentano un problema ambientale, i ricercatori hanno dimostrato l'idea di incorporare vecchie maschere in una miscela di cemento per creare cemento più forte e durevole.
In un articolo pubblicato sulla rivista, Materials Letters , un team di ricerca della Washington State University ha dimostrato che la miscela che utilizzava materiali per maschere era del 47% più forte del cemento comunemente usato dopo un mese di indurimento.
"Queste maschere di scarto potrebbero effettivamente essere un bene prezioso se le elabori correttamente", ha affermato Xianming Shi, professore e presidente ad interim del Dipartimento di ingegneria civile e ambientale e autore corrispondente dell'articolo. "Sono sempre alla ricerca di flussi di rifiuti e la mia prima reazione è 'come faccio a trasformarli in qualcosa di utilizzabile nel cemento o nell'asfalto?'"
La produzione di cemento è un processo ad alta intensità di carbonio, responsabile fino all'8% delle emissioni di carbonio in tutto il mondo. A volte le microfibre vengono già aggiunte al cemento per rafforzarlo, ma sono costose. Il calcestruzzo rinforzato con microfibra può potenzialmente ridurre la quantità di cemento necessaria per un progetto o far durare più a lungo il calcestruzzo, risparmiando emissioni di carbonio e denaro per costruttori e proprietari.
Realizzate con un tessuto in polipropilene o poliestere dove entra in contatto con la pelle e una fibra di polipropilene ultrasottile per gli strati filtranti, le maschere mediche hanno fibre che possono essere utili per l'industria del calcestruzzo. Se non vengono riutilizzate, le mascherine usa e getta possono rimanere nell'ambiente per decenni e rappresentare un rischio per l'ecosistema.
"Questo lavoro mostra una tecnologia per deviare le maschere usate dal flusso di rifiuti verso un'applicazione di alto valore", ha affermato Shi.
Nel loro lavoro di proof-of-concept, i ricercatori hanno sviluppato un processo per fabbricare minuscole fibre di maschera, che vanno da cinque a 30 millimetri di lunghezza, e poi le hanno aggiunte al cemento per rafforzarlo e prevenirne la rottura. Per i loro test, hanno rimosso i passanti di metallo e cotone dalle maschere, li hanno tagliati e li hanno incorporati nel normale cemento Portland, il tipo di cemento più comune utilizzato in tutto il mondo e l'ingrediente di base per calcestruzzo, malta e malta.
Hanno mescolato le microfibre della maschera in una soluzione di ossido di grafene prima di aggiungere la miscela alla pasta di cemento. L'ossido di grafene fornisce strati ultrasottili che aderiscono fortemente alle superfici delle fibre. Tali microfibre di maschera assorbono o dissipano l'energia di frattura che contribuirebbe a minuscole crepe nel calcestruzzo. Senza le fibre, queste crepe microscopiche porterebbero alla fine a crepe più ampie e al cedimento del materiale.
I ricercatori stanno conducendo ulteriori studi per testare la loro idea che le microfibre trattate con ossido di grafene potrebbero anche migliorare la durata del calcestruzzo e proteggerlo dai danni del gelo e dai prodotti chimici antighiaccio utilizzati sulle strade. Prevedono inoltre di applicare questa tecnologia al riciclaggio di altri materiali polimerici, come gli indumenti scartati, per incentivare la raccolta di tali rifiuti. + Esplora ulteriormente
