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没有金属就没有现代人类文明,然而金属腐蚀无处不在

日期:2022年06月29日

       来源:中国科学院之声 没有金属就没有现代人类文明。
       然而, 金属腐蚀在我们的日常生活中无处不在, 比如我们乘坐的汽车、轮船、飞机的生锈现象, 以及我们日常生活中使用的铁锅、菜刀等。金属腐蚀波及国民经济的各个部门, 给国民经济带来巨大损失。您知道吗, 全世界每年有超过 30% 的钢铁设备因腐蚀而报废。更可怕的是, 金属腐蚀还会引发桥梁倒塌、管道泄漏、沉船等灾难性事故。石墨烯是新一代的防腐材料。它不仅具有可以阻挡几乎所有气体的完美屏蔽性能, 而且是世界上最薄、最硬的纳米材料之一。它是一种不妥协的材料。科学家们发现,

石墨烯就像一件圣衣, 可以有效地覆盖金属表面, 防止金属与空气的接触, 对金属有很好的保护作用。在科学家们欣喜若狂的时候, 加州大学的亚历克斯·泽特尔教授指出, 石墨烯不能长时间保护金属, 因为石墨烯是导电的。也就是说, 一旦石墨烯圣衣出现缺陷或损坏, 哪怕是针孔大小, 金属产生的电子也会像蚂蚁一样不断地从孔中释放出来, 金属会不断被消耗, 直到耗尽。 .做——千里大堤毁于蚁巢。为此, 中科院宁波材料技术与工程研究所先进涂料与胶粘剂实验室提出用绝缘的白色石墨烯氮化硼纳米点包覆石墨烯, 实现石墨烯涂层长效防腐的概念(图1)。 .4)。白色石墨烯, 即氮化硼, 是一种类石墨烯的电子绝缘材料。通过超声破碎和化学修饰技术制备的极小纳米点(直径一般小于50纳米)可以通过石墨烯片之间的叠层。这种相互作用(通常存在于与氢键一样重要的芳香环之间的非共价相互作用)对石墨烯表面起到磁铁的作用, 并且就像电线的绝缘护套一样(图 4)。
       由于氮化硼纳米点富含亲水基团(如羟基、羧基、胺基等), 该技术不仅可以突破制约石墨烯分散技术推广应用的关键瓶颈, 而且可以从根本上消除石墨烯涂层 隐藏层加速缺陷处的金属腐蚀, 给予石墨烯长期保护。氮化硼纳米点通常被认为是单层或半层氮化硼纳米片。作为超小的白色石墨烯纳米片, 它们的存在不会屏蔽石墨烯, 除了石墨烯的包封作用。 (即对水、空气和腐蚀性电解质的阻隔性能)。
       同时, 它可以抑制石墨烯在涂层中的析出和团聚, 最大限度地发挥石墨烯涂层的防腐性能(图4),

为石墨烯防腐涂层的商业化应用开辟了新的突破口。该技术还将帮助石墨烯在抗静电涂料、导热涂料、电子封装材料和导热材料等方面的应用取得新进展。

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