石墨烯提升“保質期”中國新防腐涂料有效對抗苛刻腐蝕環(huán)境
石墨烯提升“保質期”中國新防腐涂料有效對抗苛刻腐蝕環(huán)境
石墨稀提升“保質期”中國新防腐涂料有效對抗苛刻腐蝕環(huán)境 國際在線報道（記者 劉軼瑤 段雪蓮）：深?？瓶即?、遠洋巨輪、空間站、火星探測器……這些重大裝備能上天入海、能乘風破浪，少不了“水火不侵”的堅強外殼。中國科學院寧波材料技術與工程研究所王立平研究員、烏學東研究員和薛群基院士聯合團隊現已開發(fā)出擁有自主知識產權的新型石墨烯改性重防腐涂料，在熱帶海洋的苛刻環(huán)境中壽命超過６０００小時。這一技術成功應用于中國的電網、石油化工、海洋工程與裝備等領域，處于國際領先水平。 引入了石墨烯的防腐涂料，需要在熱帶海洋氣候中進行短則半年、長則十年的暴曬實驗。 “這是我們國家船用的高強鋼。金黃色的是咱們國家衛(wèi)星上用的……”頂著咸咸的海風，中科院寧波材料技術與工程研究所的研究員王立平仔細勘察涂料樣片的變化。王立平說：“暴曬實驗的作用就是發(fā)現材料的缺陷，通過實驗反饋實驗室調整它的工藝?！?對新興海洋工程、現代交通運輸、能源工業(yè)、石油工業(yè)、大型化工企業(yè)、海島工程等領域的裝備和設施而言，腐蝕是其安全性和服役壽命的重要影響因素之一。熱帶海洋開發(fā)、相關地區(qū)的基礎設施建設更是面臨著嚴峻的腐蝕危機。統計顯示，僅２０１４年，中國的腐蝕總成本就超過２.１萬億元人民幣，約占當年GDP的３.３４%。 而被形容為“輕如氣球、堅如金屬”的石墨烯，是目前自然界最薄的二維納米材料：１毫米的石墨薄片，就能剝離出多達１５０萬片石墨烯。石墨烯具有優(yōu)秀的阻隔和屏蔽性能，同時還兼具高強度、高導電和導熱性能：一克石墨烯就可以覆蓋一個足球場；它的強度是鋼的２００倍、鉆石的數倍。 為了在防腐涂料中引入石墨烯，中科院的科學家們從２００９年開始攻克了一系列技術難題，成功開發(fā)出擁有自主知識產權且兼具優(yōu)異力學性能、長效防腐耐候和特殊功能性的八大系列石墨烯改性新型防腐涂料。王立平研究員在暴曬實驗場介紹說：“（這里）大概有１０００個樣件，分八大類，大概３０種材料，涵蓋了塊體材料、不同的薄膜材料、重防腐材料，還有我們航天航空用的一些材料。” 石墨烯改性新型防腐涂料技術，已通過了中國腐蝕與防護學會的鑒定，其關鍵技術指標“耐鹽霧壽命”超過６０００小時，而目前，國際上最優(yōu)質的重防腐涂料耐鹽霧壽命基本在３０００小時。相關研究成果不僅申請了國家發(fā)明專利７８項，還申請國際專利（PCT）兩項，授權美國專利一項。在今年４月份，該技術成果已經由寧波中科銀億新材料有限公司實施了產業(yè)化，并且相關定型產品已經在儲油罐、電網設施、橋梁工程、船舶、南海海洋設施等領域實現了規(guī)模應用。而這也是全球首次完成石墨烯改性重防腐涂料工程化全鏈條，囊括材料開發(fā)、自然環(huán)境考核、工程示范乃至大規(guī)模生產和應用。 其實，石墨烯因巨大的市場化潛力一直備受全球科學家和產業(yè)界人士關注。英國商業(yè)大使、前著名賽車品牌邁凱倫集團董事長兼首席執(zhí)行官羅恩·丹尼斯，就曾在接受中國國際廣播電臺記者專訪時表示：“石墨烯是新一代復合型材料的代表，它正在改變著我們生活的世界。關于這種新材料的研究推廣，我們需要中國這樣有強大生產力的國家。中國能夠快速地建造大規(guī)模的生產線，這對于石墨烯的市場化來說非常重要。” 而在中國高達兩千億元人民幣的防腐涂料市場中，重防腐涂料需求年均增速已超過２０%。以往，中國７０%的重防腐涂料市場被外國品牌壟斷。在專家看來，石墨烯改性重防腐涂料的成功研發(fā)和應用，不僅將帶來巨大的經濟效益，也具有極大的社會效益。中國人民大學重陽金融研究院研究員卞永祖認為：“石墨烯在防腐材料里的應用是比較大的突破，可以延長防腐的時間，也能抵抗更惡劣的環(huán)境，這確實是石墨烯非常重要的應用領域，帶來的經濟效益和社會效益都非常大。因為防腐的應用范圍可以說是無處不在，所以帶來的經濟效益特別大。另一方面，腐蝕會帶來極大的浪費，防腐能做好，還可以減少污染物的排放、減少對人體的損害，會帶來特別大的社會效益?！? 從更長遠的角度看，這項國際領先的中國新技術，不僅能保障中國熱帶海洋地區(qū)重大工程裝備及“一帶一路”基礎設施建設，還將推動全球重防腐涂料技術的革命。
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