中國儲能網(wǎng)訊：銅表面培育單層石墨烯涂層，腐蝕速度比裸銅慢七倍，鎳表面培育多層石墨烯涂層，腐蝕比裸鎳慢20倍。
鎳表面涂上四層機械轉移的石墨烯，腐蝕比裸鎳慢4倍，來源：范德比爾特大學
新的研究證實，“神奇材料”石墨烯是已知世界上最薄的防腐涂料，可保護金屬不受腐蝕。他們的研究認為，有望新穎地使用石墨烯，研究發(fā)表在美國化學學會（ACS）《納米》（Nano）上。
在研究中，迪拉吉•普拉賽（Dhiraj Prasai）和他的同事們指出，金屬生銹和其它腐蝕是一個嚴重的全球性問題，積極的研究工作正在進行，要尋找新的途徑，減緩或防止它。普拉賽是美國范德比爾特大學（Vanderbilt University）化學和生物分子工程系教授，他說，腐蝕是因為金屬表面接觸空氣，水或其他物質。主要的方法就是給金屬涂上涂層材料，以屏蔽金屬表面，但目前使用的材料有局限性。科學家們決定，評估石墨烯，把它作為一種新的涂層。石墨烯是單層碳原子，有很多層存在于鉛筆和木炭中，它是已知最薄、最強的材料。這就是為什么它被稱為神奇材料。在石墨烯中，碳原子的排列就像雞爪印網(wǎng)，一層非常薄，呈透明狀，一盎司可以覆蓋28個足球場。
他們發(fā)現(xiàn)，石墨烯無論是直接在銅或鎳（nickel）上制備，或轉移到其他金屬上，都可提供防腐蝕保護。銅涂層培育單層石墨烯，采用化學氣相沉積（CVD：chemical vapor deposition）法，腐蝕會比裸銅慢七倍，鎳涂層培育多層石墨烯，腐蝕比裸鎳慢20倍以上。值得注意的是，單層石墨烯具有相同的防腐蝕保護作用，就像常規(guī)有機涂料，但后者要厚五倍以上。石墨烯涂料可以用作理想的防腐蝕涂料，因為在有些領域，薄涂層更有利，比如微電子組件，互連產品，飛機部件和植入設備等都是這樣，科學家說。
他們的論文《石墨烯：防腐涂料》（Graphene: Corrosion-Inhibiting Coating），發(fā)表在2012年2月2日的美國化學學會《納米》雜志上。
論文中說，他們報告的是，使用原子薄層石墨烯，作為保護涂層，抑制腐蝕下面的金屬。在這里，他們采用電化學方法，研究防止腐蝕銅和鎳，既可以使石墨烯生長在這些金屬上，也可以機械性地把多層石墨烯轉移到它們上面。循環(huán)伏安測量（Cyclic voltammetry）表明，這種石墨烯涂層可有效抑制金屬氧化和氧還原。電化學阻抗譜（impedance spectroscopy）測量表明，石墨烯本身不受損壞時，下面金屬的腐蝕只出現(xiàn)在石墨烯薄膜的裂紋中。
最后，他們用塔菲爾（Tafel）分析，量化樣品的腐蝕速率，對比采用或不用石墨烯涂料時的情況。這些結果表明，銅薄膜涂上石墨烯，用化學氣相沉積培育時，腐蝕速度減慢7倍，這是在加氧硫酸鈉（Na2SO4）溶液中與裸銅相比的情況。塔菲爾分析表明，鎳上面生長多層石墨烯薄膜，腐蝕慢20倍，鎳表面涂上四層機械轉移的石墨烯，腐蝕比裸鎳慢4倍。這些發(fā)現(xiàn)說明，石墨烯是已知最薄防腐蝕涂層。
