石墨烯防腐涂料,到底靠不靠谱?

来源:卫诚建设集团有限公司 | 发布时间:2018.12.03

      腐蚀一直是钢铁、冶金、建筑、交通运输等行业面临的比较大挑战之一。据统计,全世界每年因腐蚀造成的直接经济损失约2.5万亿美元。石墨烯在可见光下透明但不透气,具有很好的阻隔性能,化学性质稳定等这些特征,使得石墨烯很有希望应用于金属防腐涂料产品中。然而,反对的声音也一直没有停息。比如,加州大学伯克利分校的Alex Zettl教授就在ACS Nano 杂志上撰文批驳,称石墨烯用于长期防腐涂层“还不如没有”。

防腐涂料


  腐蚀一直是钢铁、冶金、建筑、交通运输等行业面临的挑战之一。据统计,全世界每年因腐蚀造成的直接经济损失约2.5万亿美元,相当于2013年全球GDP的3.4%。也有数据表明,手表上的秒针每转过一圈半,世界上就有1吨的钢铁被腐蚀成渣。与飓风、地震等“惊天动地”的自然灾害相比,腐蚀的破坏力更强,造成的损失更大,但因其悄无声息且散布世界各处,引发的重视和关注还远远不够。

工人为金门大桥进行防腐蚀涂装维护。图片来自网络

  如果采取有效的手段防止腐蚀,则可以将损失减少15-35%,也就是3750-8750亿美元。锌和铬基涂层是工业上防止腐蚀的主要手段,然而铬的毒性会对人体健康和环境产生不利影响,而且这些涂料的价格不菲,防腐效果和持续时间都不能完全让人满意。人们需要更有效、更环保、成本更低的防腐涂料产品。

  石墨烯,一种由碳原子以sp2杂化连接形成六角型呈蜂巢晶格的平面2D材料,近年来一直受到科研界、企业界甚至各国政府的重视。由于碳原子之间化学键的特性,石墨烯极为坚韧,可塑性良好,可以弯曲到很大角度而不断裂,其杨氏模量约为1100 GPa,断裂强度为130 GPa,比好的钢还要高100倍。并且,石墨烯在可见光下透明但不透气,具有很好的阻隔性能,化学性质稳定。这些特征,使得石墨烯很有希望应用于金属防腐涂料产品中。

  据报道,今年6月3日由六位院士等担任顾问专家团的“石墨烯防腐应用推进工作组”在北京成立。工作组由中国石墨烯产业技术创新战略联盟、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、北京寰能华清石墨烯科技发展有限公司共同主办,专家团由薛群基院士任组长,干勇院士、候保荣院士、李仲平院士、丁文江院士、毛新平院士等参加。组员涵盖中石化、中石油、中海油等30多家涉及防腐涂料研发、生产和工程应用单位。在该工作组成立会议上,薛群基院士指出:“石墨烯重防腐涂料对国家和海洋经济发展有重大意义,应结合各方面力量,把石墨烯重防腐涂料产业做大做好。”

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