記者從中國科學(xué)院獲悉，該院寧波材料技術(shù)與工程研究所王立平研究員和薛群基院士團(tuán)隊(duì)成功研制出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型石墨烯改性重防腐涂料——這層石墨烯“防腐外衣”，有望讓鋼鐵材料“抵御”來自熱帶海洋環(huán)境下高鹽、高濕及高溫的侵襲。
腐蝕是新興海洋工程、海島工程等領(lǐng)域裝備、設(shè)施安全性和服役壽命的重要影響因素之一，尤其熱帶海洋開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，面臨著嚴(yán)峻的腐蝕危機(jī)，使我國重大工程和裝備的可持續(xù)發(fā)展受到影響。僅2014年我國腐蝕總成本就超過2.1萬億元人民幣，約占當(dāng)年GDP的3.34%。
當(dāng)然，人們并不缺乏控制腐蝕的方法，比如，在鋼鐵材料中調(diào)整化學(xué)元素成分和微觀結(jié)構(gòu)，使其成為耐腐蝕材料，等等。還有一種是使用重防腐涂料，以減小腐蝕破壞，保障苛刻腐蝕環(huán)境下裝備和設(shè)施可靠性和服役壽命。王立平和薛群基團(tuán)隊(duì)就以“石墨烯”為材料研制重防腐涂料。
按照王立平的說法，石墨烯是目前自然界最薄的二維納米材料，阻隔與屏蔽性能非常優(yōu)異。通過引入石墨烯能夠增強(qiáng)涂層的附著力、耐沖擊等力學(xué)性能和對(duì)介質(zhì)的屏蔽阻隔性能，尤其是能夠顯著提高熱帶海洋大氣環(huán)境中服役涂層的抗腐蝕介質(zhì)(水，氯離子，氧氣等)的滲透能力，在大幅降低涂膜厚度的同時(shí)，提高涂層的防腐壽命。
經(jīng)過數(shù)年技術(shù)攻關(guān)，王立平和薛群基團(tuán)隊(duì)成功突破石墨烯改性防腐涂料研發(fā)及應(yīng)用的四大技術(shù)瓶頸，開發(fā)出石墨烯“防腐外衣”。目前該成果已通過中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)鑒定，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)鹽霧壽命超過6000小時(shí)，處于國際領(lǐng)先水平，相關(guān)成果已經(jīng)由寧波中科銀億新材料有限公司實(shí)施產(chǎn)業(yè)化，目前已定型的八大類產(chǎn)品已經(jīng)在電力設(shè)施、船舶、石油化工裝備等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)模應(yīng)用。
王立平告訴記者，我國擁有高達(dá)2000億元的防腐涂料市場，其中重防腐涂料需求年均增速超過20%，不過由于沒有形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，缺乏相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以前70%的重防腐涂料市場被外資品牌壟斷。如今國產(chǎn)石墨烯“防腐外衣”的成功研制，也有望改變我國重防腐涂料被國外產(chǎn)品壟斷的市場格局。
