Ученые Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета разработали инновационный материал — керамику из углерода, полученного из растительного сырья, а именно из цедры помело. Этот материал обладает уникальной структурой, которая повторяет морфологию растения. Он может быть использован в качестве эффективного фильтра для улавливания углекислого газа.
Для создания углерода ученые использовали различные виды отходов пищевой промышленности, такие как цедра цитрусовых, скорлупа кокоса и грецких орехов, высушенная кожура банана, листья березы и газонная трава. Сырье было переработано методом пиролиза — термической утилизации в бескислородной среде.
Полученный углерод обладает уникальными свойствами благодаря наличию у каждого растения собственной структуры. В данном случае морфология полученного углерода повторяет морфологию растений, то есть имеет поры и другие особенности строения. Исследования показали, что углерод из цедры помело обладает отличными свойствами для получения тугоплавкой керамики.
Ученые смешали углеродный порошок цедры помело с порошком титана и подвергли их плазменному синтезу на электродуговом реакторе. Полученный карбид титана был исследован с использованием рентгеновской дифрактометрии, электронной микроскопии и дифференциально-термического анализа.
Оказалось, что характеристики полученного карбида сравнимы, а в некоторых случаях даже превосходят характеристики порошка карбида титана, полученного с использованием технического углерода. Основные преимущества нового материала: низкая стоимость и большая удельная площадь поверхности, что позволяет ему лучше реагировать с металлом.
Далее, ученые спекли порошок карбида титана методом искрового плазменного спекания и получили образец керамики. Этот образец обладает высокими механическими свойствами и, по мнению ученых, может быть использован для изготовления фильтров, способных улавливать углекислый газ.
В дальнейшем, ученые планируют продолжить исследования по синтезированию карбидов титана с использованием других видов биоуглерода и изготовлению на его основе керамики для сравнения свойств с аналогичными образцами.
