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石墨烯--腐蚀的终结者?

发布时间:2015.01.12 12:10:58信息来源:中国腐蚀与防护网作者:李玲珊
  曼彻斯特大学的最新发现显示,一层薄薄的石墨烯涂料就可使涂层具有不可渗透性、耐化学药品性。石墨烯涂层可以用于食品包装,食物保鲜时间将更加持久,也可以用于金属结构防腐蚀保护。
 
  石墨烯表面是由一个原子厚的碳薄片构成,可随意与氧气结合形成氧化石墨烯。这种形态的石墨烯会给化学、制药和电子工业带来重大影响。氧化石墨烯用于涂装的话,将会为广泛的工业应用提供极强的不腐蚀涂层。
 
  氧化石墨烯溶液剂可以用于喷涂各种各样材料的表面,如玻璃和金属,甚至是传统的砖块。经简单化学处理后得到的涂层在化学和热量稳定性上表现得像石墨,但是却在机械性能上变得像石墨烯一样坚硬,而石墨烯是人类已知的最坚硬的材料。
 
Nair博士手持一张石墨烯薄膜
 
  Rahul Nair 和诺比尔奖得主Andre Geim带领的团队在此之前就证明,氧化石墨烯制成的多层膜在干燥条件下是真空密封的,但是如果受到水或水蒸气影响,可以用于充当分子筛,只允许小于某一特定尺寸的小分子通过。这些发现将会为水的净化带来巨大启示。
 
  这一对比鲜明的特性是因为氧化石墨烯膜的结构是由无数个随意堆积在彼此上面的鳞片构成,鳞片之间有纳米大小的毛细血管。水分子容易进入这些纳米毛细血管之中,可以沿毛细血管拖动小的原子和分子。
 
  2014年10月下旬 Nature Communications期刊中发表的一篇文章中,曼彻斯特大学科研团队阐释了用简单化学处理的方法使那些纳米毛细血管紧闭是可能的,这使得石墨烯膜机械性能更强,对任何物质来说都是完全不可以渗透的,如气体、液体或强效药剂。举个例子来说,这些研究人员证实玻璃器皿或铜盘涂一层石墨烯涂料后,可以用于盛装强腐蚀酸。
 
  许多公司在研发新型保护和防腐涂层领域同曼彻斯特大学有合作,石墨烯涂料的这些超常的阻隔性能,已经引起了他们的兴趣。Nair博士说,“石墨烯涂料遇到了一个很好的时机,将成为腐蚀防护产业一种真正的革命性产品,可以对大气、天气因子和腐蚀性化学制品带来的腐蚀进行防护。举个例子,这包括医学、电子和核工业,甚至是造船等等,仅举出这些例子。”
 
  这篇文章的第一作者Yang Su(英文名字写法)补充说“石墨烯涂料实际上可以应用于任何材料,无论是塑料、金属,还是沙子。比如,塑料膜涂了石墨烯后可以医学用品包装,延长保存期限,因为涂了石墨烯的塑料膜比常规的涂层具有更强的不可渗透性,以阻挡空气和水蒸气。此外,薄薄的石墨烯涂料层在光学上来说是透明的。”


附件:

Nature Communications期刊发表的那篇文章英文原文

责任编辑:李玲珊

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标签:石墨烯涂料
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