Κοροναϊός: Πώς οι χρησιμοποιημένες μάσκες μπορούν να προσφέρουν «άτρωτο» μπετόν

Οι μάσκες μιας χρήσης έχουν μετατραπεί σε μόνιμο αξεσουάρ δισεκατομμυρίων ανθρώπων τα τελευταία δύο πανδημικά έτη συμβάλλοντας στη μείωση της εξάπλωσης του πανδημικού κοροναϊού. Την ίδια στιγμή όμως ο τεράστιος όγκος χρησιμοποιημένων μασκών έχει μετατραπεί σε μεγάλο περιβαλλοντικό πρόβλημα στο οποίο πιστεύουν ότι μπορούν να δώσουν λύση ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον. Με ποιον τρόπο; Οι επιστήμονες προτείνουν την «ενσωμάτωση» των παλιών μασκών σε ένα μείγμα μπετόν ώστε να δημιουργήσουν πιο ισχυρό και με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σκυρόδεμα.

Ισχυρό μείγμα

Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Materials Letters» η ερευνητική ομάδα έδειξε ότι μείγμα που περιείχε υλικά από τις χρησιμοποιημένες μάσκες ήταν 47% πιο ισχυρό σε σύγκριση με το κοινώς χρησιμοποιούμενο τσιμέντο.

Η παραγωγή σκυροδέματος άκρως επιβαρυντική για το περιβάλλον

Η παραγωγή σκυροδέματος είναι μια διαδικασία άκρως επιβαρυντική για το περιβάλλον – είναι υπεύθυνη για περίπου 8% των εκπομπών άνθρακα παγκοσμίως. Σήμερα προστίθενται ορισμένες φορές μικροΐνες στο σκυρόδεμα προκειμένου να το κάνουν πιο ισχυρό, ωστόσο είναι ιδιατέρως ακριβές. Οταν το σκυρόδεμα περιέχει μικροΐνες, μειώνεται η ποσότητά του η οποία χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί σε ένα έργο ενώ συγχρόνως αυξάνεται η διάρκεια ζωής του – έτσι σώζεται και το περιβάλλον από τις εκπομπές άνθρακα αλλά και οι κατασκευαστές και οι ιδιοκτήτες ακινήτων από υψηλά κόστη.

Οι ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο δημιουργίας μικροϊνών από τις χρησιμοποιημένες μάσκες μιας χρήσης. Οι μικροΐνες που έχουν μήκος από πέντα ως 30 χιλιοστόμετρα προστίθενται στο τσιμέντο ώστε να το κάνουν ισχυρότερο και ανθεκτικότερο απέναντι στις ρωγμές (WSU)

«Ακτινογραφία» μιας χειρουργικής μάσκας

Οι χειρουργικές μάσκες είναι φτιαγμένες από πολυπροπυλένιο ή πολυεστέρα στο εσωτερικό μέρος τους όπου γίνεται επαφή με το ανθρώπινο δέρμα ενώ τα φίλτρα τους είναι φτιαγμένα από πολύ λεπτές ίνες πολυπροπυλενίου – έτσι οι ίνες από τις οποίες αποτελούνται μπορούν να αποδειχθούν «θησαυρός» για τη βιομηχανία σκυροδέματος. Εάν δεν επαναχρησιμοποιηθούν με κάποιον τρόπο, οι μάσκες μιας χρήσης μπορούν να παραμείνουν στο περιβάλλον επί δεκαετίες αποτελώντας σοβαρή απειλή για τα οικοσυστήματα.

Η νέα μέθοδος δημιουργίας των μικροϊνών

Οι ερευνητές από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον ανέπτυξαν μια μέθοδο κατασκευής μικροσκοπικών ινών από μάσκες, οι οποίες είχαν μήκος από πέντε ως 30 χιλιοστόμετρα. Στη συνέχεια προσέθεσαν τις ίνες αυτές στο μπετόν ώστε να το κάνουν ισχυρότερο και «άτρωτο» απέναντι στις ρωγμές. Στο πλαίσιο του πειράματός τους αφαίρεσαν το μέταλλο και τις βαμβακερές θηλιές που μπαίνουν στα αφτιά από τις μάσκες, τις έκοψαν ώστε να δημιουργήσουν πολύ λεπτές ίνες τις οποίες και ενσωμάτωσαν στο τσιμέντο Portland, τον πιο κοινό τύπο τσιμέντου που χρησιμοποιείται ανά τον κόσμο.

Πώς το σκυρόδεμα γίνεται «άτρωτο»

Μάλιστα τοποθέτησαν τις μικροΐνες από τις μάσκες σε ένα διάλυμα οξειδίου του γραφενίου προτού προσθέσουν το μείγμα στην πάστα του σκυροδέματος. Το οξείδιο του γραφενίου προσφέρει πολύ λεπτά στρώματα τα οποία προσκολλώνται στην επιφάνεια των μικροϊνών. Αυτές οι μικροΐνες των μασκών φάνηκε να απορροφούν την ενέργεια που συμβάλλει στη δημιουργία μικροσκοπικών ρωγμών στο σκυρόδεμα. Χωρίς τις ίνες, αυτές οι μικρές ρωγμές μπορούν τελικά να οδηγήσουν σε μεγαλύτερες ρωγμές και αστοχία του υλικού.

Ερευνες και για άλλες χρήσεις

Οι ερευνητές διεξάγουν τώρα περαιτέρω έρευνες χρήσης των μικροϊνών των μασκών στην άσφαλτο αλλά και στην ανακύκλωση ρούχων που περιέχουν πολυμερή. Απώτερος στόχος τους είναι οι μάσκες να αποκτήσουν… νέα ζωή μέσα από τη χρήση τους σε πολλά πεδία και παράλληλα μέσα από την επανάχρησή τους να σωθεί και το περιβάλλον!