石墨烯可防止鋼鐵生銹 利于公眾健康(圖)


鋰電世界 布法羅大學(xué)(University at Buffalo)的研究人員取得了重大進(jìn)展,他們的防銹鋼采用石墨烯復(fù)合材料,可作為無毒的替代涂料,原先的涂層含有六價(jià)鉻(hexavalent chromium),可能致癌物。
在科學(xué)家的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,鋼件涂上這種高科技清漆,只能防銹幾天,這是因?yàn)檫B續(xù)浸泡在海水中,這種環(huán)境會加速腐蝕
調(diào)整復(fù)合材料中石墨烯的濃度和分散性,研究人員增加到大約一個(gè)月,在這一時(shí)間,處理后的鋼可以在鹽水中保持不銹。(因?yàn)辂}水是極其惡劣的環(huán)境,在現(xiàn)實(shí)世界中,帶涂層鋼板防銹時(shí)間會延長許多倍。)
布法羅大學(xué)的化學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)這一項(xiàng)目,他們是薩巴基特•班尼杰(Sarbajit Banerjee)博士,他也是助理教授,還有博士研究生羅伯特•丹尼斯(Robert Dennis)。他們下一步可使用5萬美元的贈款,這些贈款來自紐約州污染防治研究所(Pollution Prevention Institute),用于增強(qiáng)石墨烯復(fù)合材料耐用性,也可以提高成品質(zhì)量。
班納吉說,塔塔鋼鐵公司(Tata Steel)是一家國際公司,過去曾提供資金,用于班納吉的項(xiàng)目,也曾協(xié)助科學(xué)家測試較大的樣本尺寸。
使這種涂層進(jìn)入市場,不僅有利于公眾健康,而且也可以節(jié)省加工,丹尼斯和班納吉說。
“我們的產(chǎn)品制成后,可以適應(yīng)現(xiàn)有的金屬制品,用于許多鉻電鍍(chrome electroplating)專業(yè)工廠,有許多加工車間在紐約州西部(Western New York)發(fā)展,它們都是圍繞著伯利恒鋼鐵公司(Bethlehem Steel),”班納吉說?!斑@會給這些工廠帶來一個(gè)機(jī)會,使它們重塑自身,有一種健康的方式,因?yàn)楸O(jiān)管環(huán)境正變得越來越苛刻,對鉻污染就是這樣?!?BR> 石墨烯是人類已知最薄最強(qiáng)的材料,包含單層碳原子,這些原子連接成蜂巢狀排列。
班納吉說,這種材料的疏水性和導(dǎo)電性能有助于防止腐蝕,排斥水,延遲電化學(xué)反應(yīng),這種反應(yīng)會把鐵轉(zhuǎn)化成三氧化二鐵,或者說會生銹。
布法羅大學(xué)的研究人員正在開發(fā)石墨烯為基礎(chǔ)的防腐蝕涂料。在這里,有三種溶液可以用于防銹鋼,這些溶液都包含數(shù)量不等的石墨烯。
布法羅大學(xué)科學(xué)、技術(shù)轉(zhuǎn)移和經(jīng)濟(jì)合作社辦公室(STOR:[NextPage]Office of Science, Technology Transfer and Economic Outreach)提交了一份臨時(shí)專利申請,以保護(hù)這種涂層,班納吉和丹尼斯正在提煉。因?yàn)橘澲@項(xiàng)研究,也因?yàn)樗撹F公司的員工有創(chuàng)造性的貢獻(xiàn),所以這家公司也有一定的技術(shù)的權(quán)利。
“塔塔鋼鐵公司一直發(fā)揮著領(lǐng)導(dǎo)作用,激勵創(chuàng)新研究和產(chǎn)品開發(fā),他們是利用與高校的合作伙伴關(guān)系。布法羅大學(xué)是我們的一個(gè)選擇,可進(jìn)行尖端涂層技術(shù)開發(fā),用于鋼基體,”說德巴西師•巴塔查爾吉(Debashish Bhattacharjee)博士說,他是塔塔鋼鐵公司集團(tuán)董事,負(fù)責(zé)研究、開發(fā)和技術(shù)。
“開發(fā)環(huán)保替代品,取代六價(jià)鉻,確實(shí)會顛覆這一產(chǎn)業(yè),”安娜希塔•威廉姆森(Anahita Williamson)博士說,她是紐約州污染防治研究所(NYSP2I:New York State Pollution Prevention Institute)主任,這是一個(gè)研究和技術(shù)轉(zhuǎn)移中心,資金來自紐約州環(huán)境保護(hù)部。 “金屬電鍍行業(yè)已經(jīng)確認(rèn),這是一個(gè)高度優(yōu)先的研究項(xiàng)目,而紐約州污染防治研究所也很高興支持布法羅大學(xué)的研究人員,他們努力開發(fā)各種溶液?!?BR> 紐約州污染防治研究所總部在羅徹斯特理工學(xué)院(RIT:Rochester Institute of Technology)合作者有羅徹斯特理工學(xué)院,克拉克森大學(xué)(Clarkson University),倫斯勒理工學(xué)院(Rensselaer Polytechnic Institute),以及紐約州區(qū)域科技發(fā)展中心(Regional Technology Development Centers)網(wǎng)絡(luò)。