(Phys.org) -- Onderzoekers van de Universiteit van Buffalo boeken aanzienlijke vooruitgang op het gebied van roestbestendig staal met behulp van een op grafeen gebaseerd composiet dat zou kunnen dienen als een niet-toxisch alternatief voor coatings die zeswaardig chroom bevatten. een waarschijnlijk kankerverwekkende stof.

In de eerste experimenten van de wetenschappers, stukjes staal bedekt met de high-tech vernis bleven slechts enkele dagen roestvrij wanneer ze continu in zout water werden ondergedompeld, een omgeving die corrosie versnelt.

Door de concentratie en dispersie van grafeen in de composiet aan te passen, de onderzoekers verhoogden tot ongeveer een maand de tijd dat het behandelde staal in pekel kan overleven. (Omdat pekel een extreem ruwe omgeving is, de overlevingstijd van het gecoate staal in de echte wereld zou vele malen langer zijn.)

De UB-chemici die het project leiden, zijn Sarbajit Banerjee, doctoraat, een assistent-professor, en Robert Dennis, een promovendus. Hun volgende stap is het gebruik van een $50, 000 subsidie ​​van het New York State Pollution Prevention Institute om de blijvende kracht van grafeencomposiet te verbeteren, evenals de kwaliteit van de afwerking.

Tata Staal, een internationaal bedrijf dat in het verleden financiering heeft verstrekt voor Banerjee's projecten, heeft de wetenschappers geholpen grotere steekproeven te testen, zei Banerjee.

Het op de markt brengen van de coating zou niet alleen de volksgezondheid ten goede komen, maar ook banen redden, zeiden Dennis en Banerjee.

"Ons product kan worden gemaakt om te werken met de bestaande hardware van veel fabrieken die gespecialiseerd zijn in verchromen, inclusief banenwinkels in West-New York die rond Bethlehem Steel groeiden, " zei Banerjee. "Dit zou fabrieken een kans kunnen geven om zichzelf op een gezonde manier opnieuw uit te vinden in een regelgevingsomgeving die steeds strenger wordt als het gaat om chroomvervuiling."

grafeen, het dunste en sterkste materiaal dat de mens kent, bestaat uit een enkele laag koolstofatomen die in een honingraatachtige opstelling zijn verbonden.

De hydrofobe en geleidende eigenschappen van het materiaal kunnen corrosie, het afstoten van water en het belemmeren van elektrochemische reacties die ijzer omzetten in ijzeroxide, of roest, zei Banerjee.

UB's Office of Science, Technology Transfer and Economic Outreach (STOR) heeft een voorlopige octrooiaanvraag ingediend om de coating te beschermen die Banerjee en Dennis aan het verfijnen zijn. Als sponsor van het onderzoek en door inventieve inbreng van medewerkers van Tata, Tata Steel heeft ook bepaalde rechten op de technologie.

"Tata Steel heeft altijd leiderschap getoond bij het motiveren van innovatief onderzoek en productontwikkeling door gebruik te maken van partnerschappen met universiteiten. UB is een van onze keuzes geweest voor de ontwikkeling van geavanceerde coatingstechnologie op stalen substraat, " zei Debashish Bhattacharjee, doctoraat, Tata Steel's groepsdirecteur voor onderzoek, Ontwikkeling en technologie.

"De ontwikkeling van een milieuvriendelijk alternatief voor zeswaardig chroom zou een ware revolutie teweegbrengen in deze sector, " zei Anahita Williamson, doctoraat, directeur van het New York State Pollution Prevention Institute (NYSP2I), een centrum voor onderzoek en technologieoverdracht, gefinancierd door het New York State Department of Environmental Conservation. "De metaalindustrie heeft dit als een onderzoeksproject met hoge prioriteit aangemerkt en NYSP2I is verheugd om UB-onderzoekers te ondersteunen bij hun inspanningen om oplossingen te ontwikkelen."

Het New York State Pollution Prevention Institute, hoofdkantoor in Rochester Institute of Technology (RIT), is een samenwerking tussen RIT, Clarkson-universiteit, Rensselaer Polytechnisch Instituut, UB en het staatsnetwerk van regionale centra voor technologische ontwikkeling.