如果人類要遏制廢物問題，就需要創造性地回收和再利用材料。在一項新研究中，萊斯大學和福特公司研究與創新中心的研究人員展示瞭如何利用舊車的廢舊塑料來製造石墨烯泡沫，然後用於新車。

這項研究推進了一種名為“焦耳熱閃蒸”的技術，萊斯大學的團隊在2020年首次展示了用食物殘渣、塑料和舊輪胎等廢棄材料製造石墨烯。這些廢料被磨成粉末，然後用高壓電將它們加熱到2027℃至2727℃。這將使材料中的碳迅速轉化為石墨烯片，而其他元素則被蒸發成氣體，可以被收集並用於其他工業過程。

這不僅是一種更便宜的製造石墨烯的方法，而且它需要的能源少得多，並擺脫了通常被填埋或焚燒的材料。在新研究中，萊斯大學的科學家們展示了這種循環可以在現實世界中發揮作用的新方式。

在看到原始論文後，福特公司的研究人員聯繫了萊斯大學的James Tour實驗室，以測試該技術是否可用於回收報廢車輛的混合塑料垃圾。於是，這家汽車公司送來了4.5公斤來自舊F-150皮卡車的保險槓、墊圈、地毯、墊子、座椅等的碎塑料。重要的是，這些塑料甚至不需要先進行分類。

萊斯團隊首先將材料磨成細粉，然後分兩步進行閃蒸。首先，用低電流將其加熱10至16秒，從而形成高度碳化的塑料材料。只有30%的原始塊狀物仍然是固體，其中大部分會放氣或形成富含碳氫化合物的蠟和油，該團隊說這些也可以成為有用的工業材料。

接下來，用高電流對碳化的塑料進行閃蒸，將其中85%的塑料轉化為石墨烯。其餘的部分則以氫氣、氧氣、氯氣、矽和微量金屬的形式被排出。

由此產生的石墨烯可用於人們對這種神奇材料所期待的許多應用。在這種情況下，萊斯團隊將其送回福特團隊，福特團隊用它來加強他們的聚氨酯泡沫，這種泡沫被用來隔離車輛的噪音和振動。由於石墨烯的重量僅佔0.1%，新泡沫的抗拉強度提高了34%，對低頻聲音的吸收也提高了25%。

為了真正證明循環回收的潛力，這種泡沫的樣品隨後被送回萊斯大學，研究人員在那裡表明，它也可以被閃蒸成新的石墨烯。這表明，該方法在現實世界中真的很有用，給廢棄材料帶來新的生命。

這項研究發表在《自然》旗下《通訊-工程學》雜誌上。