石墨烯涂料可制成不渗透和耐化学腐蚀的涂料

时间：2021-05-31 10:52:03 来源：

展示有水和无VC-RGO涂层的砖（约20厘米长）透水的照片。没有石墨涂层的砖块会迅速吸收水，但是它会在VC-RGO涂层部分的顶部停留数小时。

曼彻斯特大学的一项新研究表明，石墨烯薄层涂料如何制成不渗透和耐化学腐蚀的涂料，可用于包装，以使食品保持更长的新鲜时间并保护金属结构免遭腐蚀。

石墨烯的表面是一层一层原子的碳，可以用氧气随机装饰以生成氧化石墨烯。石墨烯的一种形式，可能会对化学，制药和电子行业产生重大影响。用作涂料时，它可以为各种工业应用提供超强的非腐蚀性涂料。

氧化石墨烯溶液可用于喷涂从玻璃到金属甚至是常规砖的各种表面。经过简单的化学处理后，所得涂层在化学和热稳定性方面表现得像石墨，但在机械上却变得几乎与石墨烯（人类已知的最坚固的材料）一样坚韧。

由拉胡尔·奈尔（Rahul Nair）博士和诺贝尔奖获得者安德烈·吉姆（Sir Andre Geim）领导的团队先前证明，由氧化石墨烯制成的多层膜在干燥条件下是真空密封的，但如果暴露于水或蒸气中，则可充当分子筛，允许小分子通过低于一定水平的分子。尺寸。这些发现可能对水净化产生巨大影响。

这种对比特性是由于氧化石墨烯薄膜的结构所致，该薄膜由数百万个小薄片组成，这些小薄片彼此随机堆叠，但在它们之间留有纳米级毛细管。水分子喜欢在这些纳米毛细管内部，并会拖动小原子和分子。

曼彻斯特大学团队在本周发表于《自然通讯》上的一篇文章中表明，可以使用简单的化学处理紧密封闭那些纳米毛细管，这使石墨烯膜在机械上更加坚固，并且对所有物体（气体，液体或强气体）完全不渗透化学药品。例如，研究人员证明，玻璃器皿或覆盖有石墨烯涂料的铜板可以用作强腐蚀性酸的容器。

石墨烯涂料出色的阻隔性能已经吸引了许多公司的兴趣，这些公司现在与曼彻斯特大学合作开发新的防护和防腐涂料。

奈尔博士说：“石墨烯涂料有很好的机会成为真正具有革命性意义的产品，适用于需要对空气，天气元素或腐蚀性化学物质进行任何形式保护的行业。这些包括，例如，医疗，电子和核工业，甚至造船，仅举几例。”

这项工作的第一作者杨苏博士补充说：“石墨烯涂料几乎可以应用于任何材料，而不论它是塑料，金属还是沙子。例如，涂有石墨烯的塑料薄膜可能对医疗包装感兴趣，因为它比传统的涂料对空气和水蒸气的渗透性差，因此可以提高货架寿命。此外，石墨烯涂料的薄层是光学透明的。”

出版物：Y. Su等人，“基于还原性氧化石墨烯的不渗透性隔离膜和保护性涂层”，《自然通讯》第5期，文章编号：4843; doi：10.1038 / ncomms5843

研究报告的PDF副本：还原性氧化石墨烯的不渗透性阻隔膜和保护涂层

图像：Y. Su等。 doi：10.1038 / ncomms5843

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