تحقیق جدید انجام شده بوسیله محققان دانشگاه واندربیلت در آمریکا نشان میدهد که ماده شگفتانگیز گرافن را که نازکترین ماده در دنیا است، میتوان بعنوان روکشی برای محافظت فلزها در برابر خوردگی بکار برد. در واقع این تحقیق کاربرد جدیدی برای گرافن ارائه میکند.
در این مطالعه، دهیراج پراسای و همکارانش توضیح میدهند که زنگزدن و دیگر خوردگیهای فلزها یک مشکل عمومی فراگیر است و برای یافتن راههایی جهت آهسته کردن یا جلوگیری از این نوع خوردگیها تلاشهای بسیار زیادی انجام شده است. خوردگی از تماس سطح فلزها با هوا، آب و دیگر مواد ناشی میشود. یکی از اصلیترین روشها برای حل این مشکل، روکشدهی فلزها با موادی است که از سطح فلز حفاظت میکند، اما مواد رایج استفاده شده محدودیتهایی دارند.
این دانشمندان تصمیم گرفتند که عملکرد گرافن را بعنوان روکش جدیدی ارزیابی کنند. گرافن لایهی منفردی از اتمهای کربن میباشد – لایههایی که تعداد زیادی از آنها در نوک مداد و زغال چوب موجود هستند – و نازکترین و قویترین ماده شناخته شده است. در گرافن، اتمهای کربن شبیه دیواره یک قفس مرغ در یک لایه مرتب شدهاند. این لایه بقدری نازک است که شفاف میباشد و یک اونس از آن میتواند ۲۸ میدان فوتبال را پوشش دهد.
این محققان متوجه شدند که گرافن، خواه مستقیماً روی مس یا نیکل ساخته شده باشد و یا به فلز دیگری منتقل شده باشد، سطح فلز را در برابر خوردگی محافظت میکند. آنها برای مطالعه توانایی روکشهای گرافنی برای جلوگیری از خوردگی فلزهای مس و نیکل، از روشهای الکتروشیمیایی استفاده کردند.
نتایج این محققان نشان داد که مس روکش داده شده با لایهی منفردی از گرافن رشد داده شده با ترسیب بخار شیمیایی (CVD)، هفت برابر آهستهتر از مس بدون روکش خورده میشود، و نیکل روکش داده شده با چندین لایهی گرافن رشد داده شده با CVD، نیز ۲۰ برابر آهستهتر از نیکل بدون روکش خورده میشود.
لایه منفردی از گرافن به اندازه روکشهای آلی مرسوم که ۵ برابر ضخیمتر هستند، توانایی محافظت در برابر خوردگی را دارد. این دانشمندان میگویند که این روکشهای گرافنی در کاربردهایی از قبیل اجزاء میکروالکترونیک (برای مثال ارتباطات داخلی، اجزاء هواپیما و افزارههای قابل کاشت) که روکش بسیار نازک مورد نیاز است، میتوانند روکشهای ضدخوردگی ایدهآلی باشند.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجلهی ACS Nano منتشر کردهاند.