Het oppervlak van grafeen, een één atoom dik stuk koolstof, kan willekeurig worden versierd met zuurstof om grafeenoxide te creëren; een vorm van grafeen die een aanzienlijke impact kan hebben op de chemische stof, farmaceutische en elektronische industrie. Toegepast als verf, het zou een ultrasterke, niet-corrosieve coating voor een breed scala aan industriële toepassingen.

Grafeenoxide-oplossingen kunnen worden gebruikt om verschillende oppervlakken te schilderen, variërend van glas tot metalen tot zelfs conventionele bakstenen. Na een eenvoudige chemische behandeling, de resulterende coatings gedragen zich als grafiet in termen van chemische en thermische stabiliteit, maar worden mechanisch bijna net zo taai als grafeen, het sterkste materiaal dat de mens kent.

Het team onder leiding van Dr. Rahul Nair en Nobelprijswinnaar Sir Andre Geim toonde eerder aan dat meerlaagse films gemaakt van grafeenoxide vacuümdicht zijn onder droge omstandigheden, maar, als het wordt blootgesteld aan water of zijn damp, fungeren als moleculaire zeven waardoor kleine moleculen onder een bepaalde grootte kunnen passeren. Die bevindingen kunnen grote gevolgen hebben voor de waterzuivering.

Deze contrasterende eigenschap is te wijten aan de structuur van grafeenoxidefilms die bestaan ​​​​uit miljoenen kleine vlokken die willekeurig op elkaar zijn gestapeld, maar met haarvaten van nanogrootte ertussen. Watermoleculen zitten graag in deze nanocapillairen en kunnen kleine atomen en moleculen meesleuren.

In een artikel gepubliceerd in Natuurcommunicatie deze week, het team van de Universiteit van Manchester laat zien dat het mogelijk is om die nanocapillairen goed te sluiten met behulp van eenvoudige chemische behandelingen, waardoor grafeenfilms mechanisch nog sterker en volledig ondoordringbaar zijn voor alles:gassen, vloeistoffen of sterke chemicaliën. Bijvoorbeeld, de onderzoekers tonen aan dat glaswerk of koperplaten bedekt met grafeenverf kunnen worden gebruikt als containers voor sterk bijtende zuren.

De uitzonderlijke barrière-eigenschappen van grafeenverf hebben al de aandacht getrokken van veel bedrijven die nu samenwerken met de Universiteit van Manchester aan de ontwikkeling van nieuwe beschermende en corrosiewerende coatings.

Dr. Nair zei:"Grafeenverf heeft een goede kans om een ​​echt revolutionair product te worden voor industrieën die zich bezighouden met elke vorm van bescherming tegen lucht, weersinvloeden of bijtende chemicaliën. Die omvatten, bijvoorbeeld, medisch, elektronica en nucleaire industrie of zelfs scheepsbouw, om maar een paar te noemen."

Dr Yang Su, de eerste auteur van dit werk voegde toe:"Grafeenverf kan op praktisch elk materiaal worden aangebracht, ongeacht of het plastic is, metaal of zelfs zand. Bijvoorbeeld, plastic films gecoat met grafeen kunnen interessant zijn voor medische verpakkingen om de houdbaarheid te verbeteren, omdat ze minder lucht- en waterdampdoorlatend zijn dan conventionele coatings. In aanvulling, dunne laagjes grafeenverf zijn optisch transparant."