二維納米材料中最薄 看石墨烯如何讓鋼鐵“水火不侵”

深海科考船、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。那麼，什麼材料能充當這些重大裝備的堅強外殼呢？這種材料運用了什麼原理？又有哪些優點呢？

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2016年3月24日，中國首艘萬米級深淵科考母船“張謇號”在浙江台州上水。

（龍巍/人民圖片）

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這種“水火不侵”的材料是什麼？

據《中國青年報》報道，中國科學院寧波材料技術與工程研究所王立平研究員和薛群基院士團隊成功研制出擁有自主知識產權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境下高鹽、高濕及高溫的侵襲。重防腐涂料是減小腐蝕破壞、保障苛刻腐蝕環境下裝備與設施可靠性和服役壽命的關鍵材料，其發展水平是一個國家涂料科技水平的重要標志。

石墨烯材料運用了什麼原理？

據新華社介紹，石墨烯是目前自然界最薄的二維納米材料，阻隔和屏蔽性能非常優異。通過引入石墨烯，能夠增強涂層的附著力、耐沖擊等力學性能和對介質的屏蔽阻隔性能，尤其是能顯著提高熱帶海洋大氣環境中服役涂層的抗氯離子滲透能力，在大幅降低涂膜厚度的同時提高涂層的防腐壽命。

石墨烯材料有什麼優點？

據國際在線報道，石墨烯在防腐材料裡的應用是比較大的突破，這一材料不僅可以延長防腐的時間，還能抵抗更惡劣的環境。防腐的應用范圍無處不在，所以能帶來巨大的經濟效益。此外，因為腐蝕會帶來極大的浪費，如果能做好防腐工作，還可以減少污染物的排放和對人體的損害，帶來很大的社會效益。

此外，使用石墨烯材料有著重要意義。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的重大工程裝備和“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。 (孔睿）

本文由中科院物理所副研究員羅會仟進行科學性把關，專家研究領域為超導、電子、電磁、半導體、自動化、中子散射等。