Podczas wydobywania gazu ziemnego wykonywane są wielokilometrowe odwierty, do których następnie wprowadza się rurę zabezpieczaną dodatkowo uszczelnieniem z cementu. Uszczelnienie to zapobiega przedostawaniu się gazu do atmosfery i cieków wodnych. Jednak z czasem, pod wpływem zmian temperatury i ciśnienia betonowa konstrukcja ulega degradacji, co prowadzi do powstawania mikropęknięć. Pęknięcia te są zwykle wypełniane przez punktowe wstrzykiwanie niewielkich ilości cementu. Zadanie to jest jednak trudne, co sprawia, że w przypadku opuszczonych instalacji na ogół rezygnuje się z tego typu zabiegów.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego w Pensylwanii opracowali nowy gatunek cementu, który może ułatwić zabezpieczanie studni. Mieszanka powstała na bazie konwencjonalnego cementu z dodatkiem dwuwymiarowych arkuszy grafenu, poddanych wcześniej obróbce chemicznej w celu likwidacji właściwości hydrofobowych. Tak przetworzony grafen nie tylko nie odpycha wody, ale też dobrze się w niej rozpuszcza, tworząc elastyczny, wytrzymały materiał o bardzo dużej odporności mechanicznej.

Ulepszony cement może być z powodzeniem stosowany zarówno do zabezpieczania studni gazowych, jak i np. w procesach wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery. A dodatkowo jest tańszy niż jego poprzednicy bazujący na innych, droższych nanomateriałach – tym bardziej, że ilość grafenu w całkowitej objętości mieszanki jest niewielka. Dlatego naukowcy liczą, że może ona stać się atrakcyjną alternatywą dla konwencjonalnego cementu, zwłaszcza w bardziej wymagających aplikacjach.

Źródło: University of Pennsylvania