Grafen revner problemerne med glaskorrosion

Forskere ved Center for Multidimensional Carbon Materials (CMCM), inden for Institute for Basic Science (IBS) har vist grafencoating beskytter glas mod korrosion. Deres forskning, udgivet i ACS Nano , kan bidrage til at løse problemer i forbindelse med glaskorrosion i flere industrier.

Glas har en høj grad af korrosion og kemisk resistens. Af denne grund er det det primære emballagemateriale til konservering af medicin og kemikalier. Imidlertid, over tid ved høj luftfugtighed og pH, nogle glastyper korroderer. Korroderet glas mister sin gennemsigtighed, og dets styrke reduceres. Som resultat, korrosion af silikatglas, den mest almindelige og ældste glasform, ved vand er et alvorligt problem især for lægemidlet, miljø- og optiske industrier, og især i varme og fugtige klimaer.

Selvom der er forskellige typer glas, almindelige ruder og beholdere er fremstillet af siliciumdioxid (SiO2), natriumoxid (Na2O) sammen med mindre tilsætningsstoffer. Glaskorrosion begynder med adsorption af vand på glasoverfladen. Hydrogenioner fra vand diffunderer derefter ind i glasset og udveksles med natriumionerne på glasoverfladen. Vandets pH nær glasoverfladen stiger, tillader silikatstrukturen at opløses.

Forskere har set på, hvordan man kan belægge glas for at beskytte det mod skader. En ideel beskyttende belægning skal være tynd, gennemsigtig, og giver en god diffusionsbarriere for kemisk angreb. Graphen med sin kemiske inertitet, tyndhed, og høj gennemsigtighed gør det meget lovende som belægningsmateriale. I øvrigt, På grund af dets fremragende kemiske barriereegenskaber blokerer det heliumatomer i at trænge igennem det. Brugen af ​​grafencoating undersøges som et beskyttende lag til andre materialer, der kræver modstand mod korrosion, oxidation, friktion, bakteriel infektion, elektromagnetisk stråling, etc.

IBS -forskere voksede grafen på kobber ved hjælp af en teknik, der tidligere var opfundet af prof. Rodney S. Ruoff og samarbejdspartnere, og overførte enten et eller to atom-tykke lag af grafen på begge sider af rektangulære glasstykker. Effektiviteten af ​​grafenbelægningen blev evalueret ved vandtænkningstest og observeret forskellene mellem ikke -belagt og belagt glas. Efter 120 dages nedsænkning i vand ved 60 ° C, ubehandlede glasprøver var øget markant i overfladeruhed og defekter, og reduceret i brudstyrke. I modsætning, både enkelt- og dobbeltlags grafenbelagte glas havde stort set ingen ændring i både brudstyrke og overfladeruhed.

"Formålet med undersøgelsen var at afgøre, om grafen dyrket ved kemisk dampaflejring på kobberfolier, en nu etableret metode, kan overføres til glas, og beskytte glasset mod korrosion. Vores undersøgelse viser, at selv et atom-tykt lag af grafen gør tricket, "forklarer prof. Ruoff, direktør for CMCM og professor ved Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST). "I fremtiden, når det er muligt at producere større og endnu højere kvalitet grafenplader og at optimere overførslen på glas, det forekommer rimelig sandsynligt, at grafenbelægning på glas vil blive brugt i industriel skala. "