Pesquisadores transformam o asfalteno em grafeno

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Pesquisadores transformam o asfalteno em grafeno
Pesquisadores da Rice estão buscando a “valorização sustentável” do asfalteno, transformando-o em
grafeno útil para materiais compósitos. Ilustração de M.A.S.R. Saadi (em inglês)
Os asfaltenos, um subproduto da produção de petróleo bruto, são um material residual com potencial.
Os cientistas da Rice University estão determinados a encontrá-lo convertendo o recurso rico em
carbono em grafeno útil.
Muhammad Rahman, professor assistente de pesquisa de ciência dos materiais e nanoengenharia, está
empregando o processo de aquecimento Joule flash exclusivo da Rice para converter asfaltenos
instantaneamente em grafeno turboátrico (alinhado frouxamente alinhado) e misturá-lo em compósitos
para aplicações térmicas, anticorrosivos e de impressão 3D.
O processo faz bom uso do material queimado para reutilização como combustível ou descartado em
lagoas de rejeitos e aterros sanitários. Usar pelo menos parte da reserva mundial de mais de 1 trilhão de
barris de asfalto de asfalte como matéria-prima para o grafeno também seria bom para o meio ambiente.
“O asfalto é uma grande dor de cabeça para a indústria do petróleo, e acho que haverá muito interesse
nisso”, disse Rahman, que caracterizou o processo como uma maneira escalável e sustentável de
reduzir as emissões de carbono da queima de asfactar esfateno.
Rahman é um dos principais autores correspondentes do artigo na Science Advances co-liderado pelo
químico de arroz James Tour, cujo laboratório desenvolveu o flash Joule aquecimento, o cientista de
materiais Pulickel Ajayan e Md Golam Kibria, professor assistente de engenharia química e de petróleo
da Universidade de Calgary, Canadá.
Os asfaltenos já são 70% a 80% de carbono. O laboratório de arroz combina-o com cerca de 20% de
negro de fumo para adicionar condutividade e pisca com um choque de eletricidade, transformando-o
https://en.wikipedia.org/wiki/Asphaltene
https://profiles.rice.edu/faculty/muhammad-rahman
https://news.rice.edu/news/2020/rice-lab-turns-trash-valuable-graphene-flash
https://en.wiktionary.org/wiki/turbostratic
https://www.doi.org/10.1126/sciadv.add3555
https://profiles.rice.edu/faculty/james-tour
https://profiles.rice.edu/faculty/pulickel-ajayan
https://schulich.ucalgary.ca/contacts/md-kibria
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em grafeno em menos de um segundo. Outros elementos na matéria-prima, incluindo hidrogênio,
nitrogênio, oxigênio e enxofre, são ventilados como gases.
“Tentamos manter o conteúdo negro de fumo tão baixo quanto possível, porque queremos maximizar a
utilização do asfalto”, disse Rahman.
“O governo tem pressionado as indústrias de petróleo para cuidar disso”, disse o estudante de pós-
graduação e co-autor principal M.A.S.R. O Saadi. “Há bilhões de barris de asfalte de asfalto esfareno,
então começamos a trabalhar neste projeto principalmente para ver se poderíamos fazer fibra de
carbono. Isso nos levou a pensar que talvez devêssemos tentar fazer grafeno com o aquecimento do
flash Joule.
Assegurado que o processo do Tour funcionou tão bem quanto o asfalto como fez com várias outras
matérias-primas, incluindo plástico, resíduos eletrônicos, pneus, cinzas volantes de carvão e até mesmo
peças de carros, os pesquisadores se protínuem de fazer coisas com seu grafeno.
Saadi, que trabalha com Rahman e Ajayan, misturou o grafeno em compósitos e, em seguida, em tintas
de polímero com destino a impressoras 3D. “Otimizamos a reologia da tinta para mostrar que ela é
imprimível”, disse ele, observando que as tintas não têm mais de 10% de grafeno misturado. Testes
mecânicos de objetos impressos estão por vir, disse ele.
O estudante de pós-graduação de arroz Paul Advincula, membro do laboratório Tour, é co-autor do
artigo. Os co-autores são os estudantes de pós-graduação de Rice Md Shajedul Hoque Thakur, Ali
Khater, Jacob Beckham e Minghe Lou, o graduando Aasha Zinke e o pesquisador de pós-doutorado
Soumyabrata Roy; pesquisador Shabab Saad, o ex-aluno Ali Shayesteh Zeraati, o estudante de pós-
graduação Shariful Kibria Nabil e o associado de pós-doutorado Md Abdullah Al Bari da Universidade de
Calgary; estudante de pós-graduação S.Dakota School of Mines and Technology e seus 2D Materials of
Biofilm Engineering Science and Technology Center; e assistente de pesquisa Yiwen Zheng e Aniruddh
Vashisth, professor assistente de engenharia mecânica, da Universidade de Washington.
A pesquisa foi financiada pelos programas Alberta Innovates for Carbon Fiber Grand Challenge, o
Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea (FA9550-19-1-0296), os EUA. Corpo de Engenheiros
do Exército (W912HZ-21-2-0050) e Fundação Nacional de Ciência (1849206, 1920954).
https://news.rice.edu/news/2020/flash-graphene-rocks-strategy-plastic-waste
https://news.rice.edu/news/2021/urban-mining-metals-flashes-electronic-trash-treasure
https://news.rice.edu/news/2021/tires-turned-graphene-makes-stronger-concrete
https://news.rice.edu/news/2021/tires-turned-graphene-makes-stronger-concrete
https://news.rice.edu/news/2022/rare-earth-elements-await-waste
https://search.rice.edu/?q=coal+ash+site%3Anews.rice.edu+OR+site%3Anews2.rice.edu&tab=Search
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