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石墨烯有望代替13种稀有金属?

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石墨烯有望代替13种稀有金属?

发布日期:2017-09-27 作者: 点击:

  虽然稀有金属存在于我们周围的各种日常用品中,但是稀有金属元素提取复杂,难以回收而且非常稀有,所以很容易演变成“冲突型矿石”,引起各国之间的冲突和压榨。查尔姆斯理工大学?#28118;?#26032;研究表明,在技术上层面上,能够做到用碳纳米材料来代替许多金属材料,如石墨烯。

  

  我们周围的电脑、手机、几乎所有的电子设备以及许多塑料制品中都可以发现含有稀有金属。社会高度依赖稀有金属,但是这种依赖有很多缺点。

  

  稀有金属,如锡、银、钨和铟都是稀少的并且由于提取的可行性很小,所以难以提取,这使得稀有金属受到很高的关注。此外这些稀有金属也引发了很多的冲突,例如在?#23637;?#27665;主共和国,稀有金属成为武装冲突?#28118;?#37329;来源。大鳞片石墨

  

  此外,由于电子产品这一类的器件中稀有金属含量通常很少,因此很难得到回收利用。

  

  查尔默斯技术大学环境系统分析中心的研究人员RickardArvidsson和Bj?rnSandén已经?#19994;?#20102;一种解决方案:用碳纳米材料来替换稀有金属。这些材料中最著名的就是石墨烯,因为它和稀有金属一样具有良好的导电性。

  

  “现在技术的发展使我们能够更好地利用碳元素。”Sandén说,“如今有许多新的碳纳米材料具有类似于金属的性能,这是一个非常有前景的领域,从现在开始投资稀有金属的回收和替代也是非常重要的。”

  

  查尔姆斯理工大学的研究人员研究了14种不同金属的主要应用,并通过查?#28118;?#21033;和科技文献来研究碳纳米材料作为替代品的可能性。这个研究结果为该领域的研究和技术发展提供了非常重要的参?#25216;?#20540;。

  

  根据Arvidsson和Sandén的概述表明,?#37038;?#29992;稀有金属到使用碳纳米材料?#28118;?#21464;正在进行。晶质鳞片石墨

  

  “在碳纳米材料最常见的应用中,用碳纳米材料可以代替14种金属中的13种。技术发展处于不同的阶段,不同的金属有不同的应用。例如铟和镓,研究结果表明在某些情况下这两种金属是非常有?#24052;?#30340;。”Arvidsson说。

  

  “这给我们带来了希望。”Sandén说,“在资源限制、循环经济和社会材料处理的辩论中,人们一直关注回收和再利用。替代正在悄然发生,但是人们对于这方面的关注程度并不高,随着资源问题变得更加紧迫,我们现在有更多的工具可供使用。”

  

  这项研究结果最近发表在了《清洁生产》杂志?#31232;rvidsson和Sandén强调减少稀有金属的使用有这很大的好处,并且他们希望能够在这个领域进行更多的研究和开发。

  

  “想象一下如果能够用碳材料替代稀有金属。”Sandén说。“那么?#30001;?#29289;质中提取的碳元素将创造一个新?#28118;?#28982;循环。”

  

  “由于碳元素是一种常见并且易得的原料,所以它也有可能减少这些由稀有金属引发的冲突和地域政治问题,”Arvidsson说。

  

  同时,他们指出,如果用其他材料替换了稀有金属,人们仍然还需要进行更多的研究来解?#37995;?#26469;可能出现的新问题。

  

  “碳纳米材料只是目前为止一个相对较新的发现,?#30001;?#21629;周期的角度来看,目前了解到的知识对这些材料环境影响程度的认识还是有限的,但似乎对环境的潜在影响很小。”Arvidsson说。可膨胀石墨

  

  碳纳米材料全部或大部分由碳元素组成,具有良好的导电性。几种稀有金属具有相似的性质,例如,电缆、薄屏幕、阻?#25216;痢⒎栏?#23481;器及电容器中的稀有金属。

  

  RickardArvidsson和Bj?rnSandén在查尔姆斯理工大学调查是否能利用纳米碳材料石墨烯、富勒烯、碳纳米管在其主要应用领域够来取代14种稀有金属。他们发现了潜在的技术解决方案,利用碳纳米材料代替金属,当然除了珠宝中的黄金,最有可能替代的金属是铟、镓、铍和银。


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