MIT 使用塑膠廢料將混凝土強度提升15%

塑膠是一種難以分解的工業產物，現已造成海洋嚴重的污染。而日前，麻省理工學院（ Massachusetts Institute of Technology ）一個學生團隊，成功發現到一種製程方法，將塑膠回收後，加入混凝土內，藉此提升混凝土的強度，並同時減少傳統混凝土製程的碳排放。

混凝土是僅次於水之後，在現代最常使用到的一種材料。其製造過程釋放的碳排放量，佔了人類活動所釋放碳排的 4.5 % 。只要能改變其中一部份的原料，對於減少碳排放的貢獻就能大幅地提升。

製程方法

在過去也有試著將塑膠加入混凝土的實驗，但製造出來的混凝土的強度往往比正常混凝土更低。而麻省理工的兩位學生，卡羅琳·謝弗（ Carolyn Schaefer ）和麥寇爾·奧特加（ Michael Ortega ），他們研究發現將塑料經伽馬輻射照射後，會改變其中的晶體結構，進而強化塑料的強度。

藉由這種特性，他們使用聚對苯二甲酸乙二酯（ polyethylene terephthalate ，簡稱 PETP），一種常用於塑膠瓶的高分子材料，以伽馬輻射照射後，將其磨碎成粉末加入混凝土中。並且同時測試不同強度伽馬輻射照射的塑料對混凝土強度的影響。其強度測試結果顯示，經高強度伽馬輻射照射的塑料，比一般水泥製成的混凝土，強度高 15 %。

晶體結構

他們將此樣本帶往麻省理工的材料科學與工程中心（ Center for Materials Science and Engineering ），以 X 光繞射、背向散射電子顯微鏡及 X 光斷層掃描，三種方法分析。發現經照射後 PETP 的晶體結構，比起一般 PETP 具有更高密度的分子連結。這種晶體結構在加入混凝土後，可以減少其中的空孔，使密度提升，進而增加強度。

未來發展

伽馬輻射與一般輻射不同，在大部分的情況下，都不會殘留輻射。因此此種結構的混凝土並沒有輻射污染的問題。目前此團隊也正在進行更進一步的研究，進行各種高分子塑料的測試及製程方法的優化。

儘管 1.5 % 的含量看似微不足道，但以混凝土所佔全球碳排放量的比例來看。改變這 1.5 % 的成分，相當於 0.0675 ％的人類活動碳排放，這比例以巴黎協議之目標來看，是極為可觀的。此種新的混凝土不僅能增強強度，同時也解決了當今兩大環境問題：塑膠的回收及碳排放的減量。對於未來的發展性，令人期待。

參考資料：