Ved hjælp af grafen, forskere udvikler en mindre giftig måde at rustbeskytte stål på

(Phys.org) - Universitetet i Buffalo-forskere gør betydelige fremskridt med hensyn til rustbeskyttende stål ved hjælp af en grafen-baseret komposit, der kunne tjene som et ikke-toksisk alternativ til belægninger, der indeholder hexavalent krom, et sandsynligt kræftfremkaldende stof.

I forskernes første forsøg, stykker af stål belagt med højteknologisk lak forblev rustfri i kun et par dage, når de blev nedsænket kontinuerligt i saltvand, et miljø, der fremskynder korrosion.

Ved at justere koncentrationen og spredningen af ​​grafen i kompositten, forskerne øgede til omkring en måned den tid, det behandlede stål kan overleve i saltlage. (Fordi saltlage er et ekstremt barskt miljø, det belagte ståls overlevelsestid i den virkelige verden ville være mange gange længere.)

UB-kemikerne, der leder projektet, er Sarbajit Banerjee, PhD, en adjunkt, og Robert Dennis, en ph.d.-studerende. Deres næste skridt er at bruge en $50, 000 tilskud fra New York State Pollution Prevention Institute for at forbedre grafenkomposittens varige kraft, samt kvaliteten af ​​dens finish.

Tata Steel, en international virksomhed, der har givet tidligere finansiering til Banerjees projekter, har hjulpet forskerne med at teste større prøvestørrelser, sagde Banerjee.

At bringe belægningen på markedet kunne ikke kun gavne folkesundheden, men også redde arbejdspladser, sagde Dennis og Banerjee.

"Vores produkt kan laves til at fungere med det eksisterende hardware fra mange fabrikker, der specialiserer sig i krom galvanisering, herunder jobbutikker i det vestlige New York, der voksede omkring Bethlehem Steel, " sagde Banerjee. "Dette kunne give fabrikker en chance for at genopfinde sig selv på en sund måde i et reguleringsmiljø, der bliver stadig mere barskt, når det kommer til kromforurening."

grafen, det tyndeste og stærkeste materiale, mennesket kender, består af et enkelt lag af carbonatomer forbundet i et bikagelignende arrangement.

Materialets hydrofobe og ledende egenskaber kan hjælpe med at forhindre korrosion, afviser vand og hæmmer elektrokemiske reaktioner, der omdanner jern til jernoxid, eller rust, sagde Banerjee.

UB's Videnskabskontor, Technology Transfer and Economic Outreach (STOR) har indsendt en foreløbig patentansøgning for at beskytte den belægning, som Banerjee og Dennis raffinerer. Som sponsorer for forskningen og på grund af opfindsomme bidrag fra Tata-medarbejdere, Tata Steel har også visse rettigheder til teknologien.

"Tata Steel har altid udvist lederskab i at motivere innovativ forskning og produktudvikling ved at udnytte partnerskaber med universiteter. UB har været et af vores valg for banebrydende belægningsteknologiudvikling på stålsubstrat, " sagde Debashish Bhattacharjee, PhD, Tata Steels gruppedirektør for forskning, Udvikling og teknologi.

"Udviklingen af ​​et miljøvenligt alternativ til hexavalent chrom ville virkelig revolutionere denne sektor, " sagde Anahita Williamson, PhD, direktør for New York State Pollution Prevention Institute (NYSP2I), et forsknings- og teknologioverførselscenter finansieret af New York State Department of Environmental Conservation. "Metalbeklædningsindustrien identificerede dette som et højt prioriteret forskningsprojekt, og NYSP2I er glade for at støtte UB-forskere i deres bestræbelser på at udvikle løsninger."

New York State Pollution Prevention Institute, med hovedkontor på Rochester Institute of Technology (RIT), er et partnerskab mellem RIT, Clarkson University, Rensselaer Polytekniske Institut, UB og statens netværk af Regionale Teknologiudviklingscentre.