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石墨烯小知识|改变金属表面性能的石墨烯薄膜

已有 3846 次阅读 2016-11-17 10:07 |个人分类:石墨烯学堂|系统分类:科普集锦|关键词:石墨烯,疏水| 石墨烯, 疏水

《石墨烯学堂》之第二十三讲

金属表面通常为高能表面,高能表面往往易于被水润湿,表现出比较强的亲水性,无形中增加了对金属的腐蚀作用,因此,金属防腐的其中一条思路就是将其表面加工成更疏水。通常金属表面由亲水加工成疏水可通过以下两种方式:1.是对其表面进行阵列式粗糙结构的特殊形貌构建,实现超疏水性;2.是用低表面能材料进行修饰,形成具有超疏水性能的保护膜。


石墨烯是一种新型二维碳原子材料,由于其良好的密封效果,可以阻碍离子及质子的透过,从而被认为在防腐蚀方面有巨大的潜力。这方面的报道比较早,Ruoff在ACS Nano上展示了在金属表面负载CVD石墨烯膜可以有效降低腐蚀的速度。另一方面,由于石墨烯特殊结构会对材料表面的润湿性产生影响,很多学者试图利用石墨烯的柔性构筑类似荷叶表面的仿生表面,在实现表面超疏水的同时,同时保证了材料良好的抗腐蚀性能。


例如,将CVD 法制备的低表面能石墨烯薄膜在铜合金表面构建阵列式粗糙结构,实现铜合金表面类似荷叶结构的仿生超疏水表面,达到铜合金表面超疏水自清洁的效果,这是金属腐蚀防护的一条重要思路。虽然这样的技术目前在面临薄膜转移与结构构建的时候依然困难重重,但这种由碳膜包覆的金属防腐可以在保证材料高导电性的前提下实现金属保护,相信其在未来一段时间必然会受到更多的关注。

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1 白龙亮

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