science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Grafeenfilms - zeer goed bestand tegen beschadiging - kunnen metalen in ruwe omgevingen beschermen

Een grafeencoating kan koper bijna 100 keer beter bestand maken tegen corrosie. Krediet:Derek Lobo

(Phys.org) - Er is aangetoond dat een coating die zo dun is dat hij onzichtbaar is voor het menselijk oog koper bijna 100 keer beter bestand maakt tegen corrosie, het creëren van een enorm potentieel voor metaalbescherming, zelfs in ruwe omgevingen.

In een artikel gepubliceerd in het septembernummer van Koolstof , onderzoekers van Monash University en Rice University in de VS zeggen dat hun bevindingen paradigmaveranderingen kunnen betekenen in de ontwikkeling van anticorrosieve coatings met behulp van extreem dunne grafeenfilms.

Grafeen is een microscopisch dunne laag koolstofatomen. Het wordt al gebruikt in onder meer smartphoneschermen, en trekt onderzoeksaandacht voor zijn mogelijkheden als middel om de weerstand van metaal tegen corrosie te verhogen.

"We hebben een van de beste verbeteringen verkregen die tot nu toe zijn gemeld, " zei co-auteur van de studie Dr. Mainak Majumder. "Op dit punt zijn we bijna 100 keer beter dan onbehandeld koper. Andere mensen zijn misschien vijf of zes keer beter, dus het is een behoorlijk grote sprong."

Dokter Parama Banerjee, die de meeste experimenten voor deze studie heeft uitgevoerd, het grafeen had uitstekende mechanische eigenschappen en een grote sterkte.

De polymeercoatings die vaak op metalen worden gebruikt, kunnen worden bekrast, hun beschermend vermogen in gevaar brengen, maar de onzichtbare laag grafeen - hoewel het noch het gevoel, noch het uiterlijk van het metaal verandert - is veel moeilijker te beschadigen.

"Ik noem het een magisch materiaal, ' zei dokter Banerjee.

De onderzoekers pasten het grafeen toe op koper bij temperaturen tussen 800 en 900 graden, met behulp van een techniek die bekend staat als chemische dampafzetting, en testte het in zout water.

"In landen als Australië, waar we omringd zijn door de oceaan, het is bijzonder belangrijk dat zo'n atomair dunne coating bescherming kan bieden in die omgeving, ' zei dokter Banerjee.

De eerste experimenten waren beperkt tot koper, maar Dr. Banerjee zei dat er al onderzoek gaande was naar het gebruik van dezelfde techniek met andere metalen.

Dit zou het gebruik voor een enorm scala aan toepassingen mogelijk maken, van zeeschepen tot elektronica:overal waar metaal wordt gebruikt en risico loopt op corrosie. Zo'n dramatische verlenging van de levensduur van metaal zou voor veel industrieën enorme kostenbesparingen kunnen betekenen.

Het proces bevindt zich nog in de laboratoriumtestfase, maar Dr. Majumder zei dat de groep niet alleen naar verschillende metalen keek, maar ook manieren onderzoeken om de coating bij lagere temperaturen aan te brengen, wat de productie zou vereenvoudigen en het marktpotentieel zou vergroten.