10 марта 2013
Исследователи из Университета Буффало (УБ) научились предохранять сталь от ржавчины благодаря композитным материалам на основе графена, которые могли бы служить в качестве нетоксичной альтернативы покрытиям, содержащим соединения шестивалентного хрома.
На переднем плане сталь с покрытием на основе графена, подверженная коррозии. На заднем — ржавый стальной лист. Источник: buffalo.edu
Удаление ржавчины ‚особенно на автомобиле — это просто катастрофа.
Чтобы обойти это, профессор химии Сарбаджит Банерджи (Sarbajit Banerjee) и аспирант Роберт Деннис (Robert Dennis), экспериментировали с композитным полимером, который содержит графен. Графен представляет собой один слой атомов углерода, который способен отталкивать воду. Он также обладает высокой проводимостью. Комбинация этих особенностей удерживает сталь от образования ржавчины при контакте с водой, а также замедляет электрохимические реакции, окисляющие железо.
Исследователи сделали специальное лаковое покрытие, покрыли некоторые образцы стали этим лаком и окунули в рассол. Рассол в эксперименте имитировал смесь соли и слякоти, с которой машине придется столкнуться зимой в очень суровых климатических условиях.
В начале эксперимента куски стали, покрытые лаком, выдерживали всего несколько дней, при непрерывном погружении в соляной раствор. Однако, регулируя концентрацию и дисперсию графена, Банерджи и Деннис смогли получить лак, который предохранял сталь в течение месяца (образец непрерывно находился в растворе).
Хотя эта техника далека от коммерческого применения, некоторые крупные компании, занимающиеся черной металлургией, уже проявляют интерес к новой разработке, в частности, американская компания Tata Steel, предоставила финансирование для экспериментов.
Офис УБ по науке, технологиям передачи и экономическим связям (STOR) подал предварительную заявку на патент покрытия Банерджи и Денниса. Tata Steel также имеет определенные права на технологию.
Ученые также получили грант на $ 50,000 от Института по Предотвращению Загрязнения штата Нью-Йорк. В пресс-релизе, Банерджи утверждает, что покрытие может быть сделано при помощи существующего оборудования на местных металлургических заводах.
В отличие от шестивалентного хрома, который используется для хромирования бампера и некоторых других деталей, например деталей двигателя, графен не является токсичным, так как это просто углерод. Технология также не требует сильных кислот для травления. Это одна из причин заинтересованности Института по Предотвращению Загрязнения.