金屬腐蝕是長期以來一直存在的問題,實現超高抗腐蝕是金屬相關行業的終極目標。石墨烯對任何分子或離子(質子除外)都具有很好的抗滲透性,原則上,它可以作為一種革命性的抗腐蝕材料。然而,在實際應用中,當腐蝕性流體泄漏到界面時,金屬性石墨烯與受保護金屬會形成電化學電路。因此,石墨烯是否可以用作優良的防腐材料是存在很大爭議的。這里,石墨烯涂覆Cu用于研究金屬的晶面-相關抗腐蝕性。經研究表明,生長的石墨烯可以保護潮濕空氣中的Cu(111)晶面免受氧化2.5年以上,與之相反的是,石墨烯涂覆Cu(100)晶面會加速其氧化過程。原子尺度表征及相關分析表明,同量石墨烯/Cu(111)的強界面耦合阻止H2O擴散到界面處,但是Cu(100)晶面上不同量石墨烯時會形成一維皺褶,這會促進H2O擴散到界面處。該研究解決了石墨烯抗腐蝕能力的矛盾問題,通過等量石墨烯涂層實現超高金屬抗腐蝕提供了新的契機。
石墨烯涂覆Cu:晶面-相關的氧化。
Gr/Cu體系中的倒易空間表面結構。
Gr/Cu體系中的實空間表面結構和界面耦合。
褶皺形成的理論模擬及石墨烯涂覆Cu表面的H2O分子吸附。
該研究工作由北京大學物理學院劉開輝研究組于2018年發表在Adv. Mater.期刊上。原文:Greatly Enhanced Anticorrosion of Cu byCommensurate Graphene Coating (DOI: 10.1002/adma.201702944)
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責任編輯:韓鑫
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