石墨烯是一種由單層碳原子以六角形蜂巢結(jié)構(gòu)組成的二維材料，是人類(lèi)目前已知最薄最堅(jiān)硬的材料。研究人員推測(cè)，這種材料的疏水性和導(dǎo)電性能或許是其能夠長(zhǎng)時(shí)間防銹的關(guān)鍵所在。石墨烯的這種特性可防止水對(duì)材料的腐蝕，延緩鐵的電化學(xué)反應(yīng)，這種反應(yīng)會(huì)把鐵轉(zhuǎn)化成三氧化二鐵使其生銹。
在第一次實(shí)驗(yàn)中，研究人員將涂有這種材料的鋼件放在濃鹽水當(dāng)中，但只過(guò)了幾天鋼材就發(fā)生了生銹現(xiàn)象。之后研究人員對(duì)復(fù)合材料中石墨烯的濃度以及與其他材料的配比進(jìn)行了調(diào)整，處理后的鋼材可在濃鹽水中連續(xù)浸泡一個(gè)月的時(shí)間而不生銹。研究人員稱(chēng)，由于現(xiàn)實(shí)世界中很少會(huì)遇到如此惡劣的環(huán)境，因此，在正常使用時(shí)，經(jīng)過(guò)該技術(shù)處理的鋼材的耐腐蝕能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于在濃鹽水中的表現(xiàn)。
領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的布法羅大學(xué)化學(xué)家薩巴基特·班納吉和羅伯特·丹尼斯說(shuō)，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于環(huán)保和低投入。目前在冶金行業(yè)中，為了提高材料的抗腐蝕性和耐久性，經(jīng)常會(huì)用到一種有毒物質(zhì)——六價(jià)鉻。這種材料經(jīng)廢水、廢氣排入環(huán)境中后極具危險(xiǎn)性，可通過(guò)消化道、呼吸道、皮膚及黏膜侵入人體，無(wú)毒的石墨烯復(fù)合材料完全可以將其取代。此外，該技術(shù)可直接使用目前大多數(shù)工廠中的現(xiàn)有鉻電鍍?cè)O(shè)備，而不必對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，這在一定程度上降低了成本。
研究人員稱(chēng)，他們已對(duì)該技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利，相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也正在逐步展開(kāi)。
