石墨烯防腐功能的應(yīng)用于何種領(lǐng)域?
兇猛的防腐戰(zhàn)甲
現(xiàn)在,世界上最好的重防腐涂料耐鹽霧壽數(shù)也僅有3000小時左右,而我國自主研發(fā)的新式石墨烯改性重防腐涂料,能讓這一耐受時刻逾越6000小時
在中科院西沙海洋科學(xué)綜合實驗站的小樓樓頂,豎著幾排架子,每個架子上都整齊地斜鋪著一片片用螺釘固定的長方形鋼鐵薄片。這些薄片有的銹層頗深已看不出底色,有的銹痕斑斑,有的卻锃亮如新。這就是“裸奔”的、穿一般防銹衣的、穿石墨烯防銹衣的不同鋼片之間的差異。
石墨烯是已知世界上最薄的材料,只需一個原子厚,厚度適當(dāng)于一根頭發(fā)的20萬分之一,一克石墨烯就可以掩蓋一個足球場,其強度是鋼的200倍。這種材料自2004年初次制成后,靈敏成為搶手材料并得到業(yè)界認(rèn)可,以至于在只是6年后的2010年,諾貝爾獎就頒發(fā)給了石墨烯的制備者——安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫。
“這是船用高強鋼,這是衛(wèi)星用的,這個徹底銹蝕的是低碳鋼……”中科院寧波材料所研討員王立平介紹,這里是高鹽霧環(huán)境下的暴曬實驗場,樣件大概有1000多個,分8大類30余種材料,涵蓋了塊體材料、不同薄膜材料、重防腐材料和航天航空材料。暴曬實驗可以發(fā)現(xiàn)材料的缺陷,通過實驗反應(yīng)參數(shù)給研發(fā)團隊,來調(diào)整制作工藝。
“實驗中明顯可以看到,運用了我們石墨烯改性重防腐涂料的材料,抗銹蝕才華很強,在這種苛刻腐蝕環(huán)境中暴曬半年后還跟新的一樣。許多沒做防腐處理的類型材料,一個月就簡直悉數(shù)腐蝕。”王立平說,熱帶海洋無孔不入的腐蝕介質(zhì)(水、氯離子、氧氣等)是鋼鐵難以抵擋的超級“殺手”,世界上最好的重防腐涂料耐鹽霧壽數(shù)也根本只需3000小時左右。而中科院寧波材料所王立平研討員、烏學(xué)東研討員和薛群基院士聯(lián)合團隊開發(fā)的新式石墨烯改性重防腐涂料,具有自主知識產(chǎn)權(quán),能讓鋼鐵材料在中性鹽霧實驗中的耐受時刻逾越6000小時。
正是因為它的功用優(yōu)良、功用許多,石墨烯被廣泛運用到鋰電子電池、超級電容、導(dǎo)電油墨、觸摸屏、軟性電子等領(lǐng)域。其間,防腐涂料正是非常有商場前景的運用領(lǐng)域之一。
石墨烯為何能防腐?作為現(xiàn)在自然界最薄的二維納米材料,石墨烯的阻隔與屏蔽功用非常優(yōu)異。石墨烯可以有用阻遏水分子和氯離子的通過,大幅下降金屬基體的腐蝕速率。通過引進石墨烯,可以增強涂層的附著力、耐沖擊等力學(xué)功用和對介質(zhì)的屏蔽阻隔功用,尤其是可以明顯進步熱帶海洋大氣環(huán)境中執(zhí)役涂層的抗腐蝕介質(zhì)滲透才華。

