Τεχνολογία

Οι επιστήμονες δημιούργησαν από την αντι-διαβρωτική επικάλυψη graphene αυτο-επούλωση

Είναι δύσκολο να πιστέψουμε ότι ακόμη και οι πιο μικρές ρωγμέςστο μέταλλο μια μέρα μπορεί να οδηγήσει στην καταστροφή ολόκληρων δομών. Ωστόσο, δεν υπάρχει λόγος να προχωρήσουμε πολύ μακριά από τα παραδείγματα - οι πτώσεις γεφυρών, οι διαρροές αγωγών και πολλές άλλες καταστροφικές συνέπειες είναι συχνά η επίδραση της διάβρωσης που σχηματίζεται σε μικροσκοπικές ρωγμές, γρατζουνιές και χτυπήματα που είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν. Η πιο κοινή μέθοδος αντιμετώπισης της διάβρωσης είναι η εφαρμογή προστατευτικών επιστρώσεων που απομονώνουν την μεταλλική επιφάνεια από τις επιζήμιες επιδράσεις του περιβάλλοντος. Το πρόβλημα είναι ότι με την παραβίαση αυτής της επικάλυψης η αποτελεσματικότητά της χάνεται.

Μια ομάδα επιστημόνων από το Northwestern Universityυπό την καθοδήγηση της Jiaxing Huang, ανέπτυξε μια επίστρωση για μέταλλο, η οποία, αν χαλασθεί, μπορεί να αποκατασταθεί σε δευτερόλεπτα, εμποδίζοντας αυτά τα δυσδιάκριτα ελαττώματα να μετατραπούν σε τοπική διάβρωση, η οποία με τη σειρά της μπορεί να οδηγήσει στην κατάρρευση ολόκληρης της δομής. Το νέο υλικό είναι ανθεκτικό στις ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες και μπορεί να εφαρμοστεί ακόμα και κάτω από το νερό.

"Η τοπική διάβρωση είναι πολύ επικίνδυνη. Είναι δύσκολο να προβλεφθεί, να προληφθεί και να εντοπιστεί, αλλά μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφικές συνέπειες », λέει ο Jiaxing Huang.

Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, τους δίπλωμα ευρεσιτεχνίαςΗ επίστρωση έχει τις βέλτιστες ιδιότητες ροής και τις δυνατότητες αυτοθεραπείας. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, οι ερευνητές απέδειξαν ότι το μέταλλο επικαλυμμένο με αυτή την ουσία ανάκτησε τη δομή του 200 φορές μετά από επανειλημμένες βλάβες και δεν διαβρώθηκε με διάλυμα υδροχλωρικού οξέος.

</ p>

Μια νέα εξέλιξη αναφέρεται στο άρθρο του περιοδικού Research. Μια περίληψη της μελέτης δημοσιεύτηκε σε ένα δελτίο τύπου στην ιστοσελίδα του Northwestern University.

Υπάρχουν ήδη αρκετές επιλογές στην αγορά.αυτο-επιδιορθωτικές επιστρώσεις, αλλά όλες αυτές οι ερευνημένες σημειώσεις είναι γενικά κατάλληλες για την αποκατάσταση ζημιών που δεν υπερβαίνουν τα λίγα νανόμετρα σε μέγεθος. Για να αντιμετωπιστεί το ζήτημα των μεγαλύτερων ζημιών μεγέθους μερικών χιλιοστών, οι επιστήμονες στράφηκαν στις ιδιότητες ενός υγρού.

"Μετά το σκάφος" κόβει "την επιφάνεια του νερού,υγρό αποκαθιστά την αρχική του κατάσταση. Η "κοπή" γρήγορα "θεραπεύει" λόγω της ιδιότητας της ρευστότητας του νερού. Αποφασίσαμε ότι η πιο αποτελεσματική βάση για αυτοεπιπεδούμενη επικάλυψη θα ήταν υγρή, οπότε αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε λάδι σιλικόνης (πολυμερισμένη σιλοξάνη) ", σχολιάζει ο Huang.

Ο επιστήμονας προσθέτει ότι το χαμηλό ιξώδες επιτρέπειτο υλικό ανακτά γρήγορα, ωστόσο, τέτοια υγρά δεν συγκρατούνται καλά στην μεταλλική επιφάνεια. Οι υπερβολικά ιξώδεις επικαλύψεις είτε δεν είναι σε θέση να ανακτήσουν καθόλου, είτε το κάνουν πολύ αργά. Η δυνατότητα συνδυασμού αυτών των δύο αντιφατικών ιδιοτήτων σε μια νέα επίστρωση κατέστη δυνατή με συνδυασμό ελαίου σιλικόνης (υπεύθυνος για ρευστότητα) της επίστρωσης και μικροκάψουλες μειωμένου οξειδίου του γραφένιου, οι οποίοι ευθύνονται για το ιξώδες της ουσίας. Οι μικροκάψουλες Graphene, που απορροφούν το έλαιο, σχηματίζουν μια συνεκτική δομή. Σε περίπτωση παραβίασής του, το λάδι αφήνει τα καψάκια και αποκαθιστά τη σύνδεση μεταξύ της βλάβης. Σύμφωνα με τον Huang, αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν το graphene, αλλά τα ελαφρά σωματίδια θα λειτουργήσουν ως συνδετικό υλικό.

Οι εφευρέτες έχουν σημειώσει ότι ακόμη και ένα μικρόη συγκέντρωση σωματιδίων πρόσδεσης μπορεί να αυξήσει σημαντικά το ιξώδες του ελαίου - πέντε εκατοστιαίες μονάδες μάζας των μικροκαψουλών αυξήθηκαν χίλιες φορές. Τα σωματίδια δεν κάνουν το υγρό βαρύτερο, έτσι δεν ρέει καν από μια κάθετη επιφάνεια. Μπορεί να εφαρμοστεί στην επιφάνεια με οποιαδήποτε γεωμετρία και ακόμη και στο νερό, χωρίς να παγιδεύει τις φυσαλίδες αέρα ή το ίδιο το υγρό. Επιπλέον, η σταθερότητα του ελαίου με μικροκάψουλες από γραφένιο σε μηχανική βλάβη δοκιμάστηκε επίσης σε οξύ. Η αποτελεσματικότητά του ήταν στο ίδιο υψηλό επίπεδο.

</ p>

Μπορείτε να συζητήσετε την εξέλιξη στο τηλεγράφημά μας.