科学家利用烟头设计出可持续且更耐用沥青
2025-07-24 10:18
来源:格拉纳达大学
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自从过滤嘴香烟出现,烟蒂便成为主要垃圾形式之一,预计到2025年,每年将产生约9万亿个烟蒂。而且,自低尼古丁电子烟出现后,这类垃圾的消费和生产持续增加,尤其在14至30岁的年轻人群体中。这些废弃物大多被随意丢弃在自然环境、海滩、森林和水环境等地,且降解速度极慢,造成了严重的环境问题。

回收烟蒂作为道路建设添加剂的替代品。图片来源:格拉纳达大学

近日,格拉纳达大学(UGR)和意大利博洛尼亚大学开展了一项创新合作研究项目,提出了一种回收烟蒂(涵盖任何类型香烟,特别是含大量可用纤维的电子烟)的替代方案,即将其作为道路建设的添加剂。研究证明,利用这些废物可提高道路路面的抗裂性能,还能提升再生材料的再利用率。

博洛尼亚大学土木、化学、环境与材料工程系设计并制造了不同类型的烟蒂颗粒。研究人员先丢弃烟蒂末端由有机灰分组成的部分,将剩余几乎占烟蒂总重量的纤维素纤维和聚乳酸(PLA)塑料压碎,再与费托合成蜡(用作粘合剂)混合,经压制、加热和冷切工艺制成颗粒。

随后,由Mª Carmen Rubio Gámez教授和Fernando Moreno Navarro教授领导的建筑工程实验室(LabIC.UGR)负责评估沥青的抗压性能。这些沥青的40%重量来自破损道路的回收材料和电子烟头颗粒。LabIC.UGR是格拉纳达大学独一无二的实验室,在可持续沥青材料开发领域处于世界领先地位。

在沥青生产过程中,当颗粒与高温沥青接触时,蜡会融化,从烟蒂中释放出回收的纤维素和塑料纤维。这些纤维在沥青基质中起到增强作用,增强了其抗开裂性能,还充当粘合剂,增加沥青基质含量,使材料更具延展性和柔韧性。此外,蜡的存在可改变沥青的粘度,降低混合物的制造温度,从而减少能源消耗和污染物排放。

LabIC.UGR的测试结果已发表在《建筑与建筑材料》杂志上。结果表明,使用这些颗粒可生产出高再生材料含量的沥青,其在交通荷载和热收缩条件下的抗开裂性能优于传统沥青。在已进行的测试中,格拉纳达大学获得专利的UGR - FACT方法表现出色,该方法用于研究该材料的结构和耐久性。

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