石墨稀提升“保質(zhì)期”中國(guó)新防腐涂料有效對(duì)抗苛刻腐蝕環(huán)境

    國(guó)際在線(xiàn)報(bào)道（記者 劉軼瑤 段雪蓮）：深?？瓶即⑦h(yuǎn)洋巨輪、空間站、火星探測(cè)器……這些重大裝備能上天入海、能乘風(fēng)破浪，少不了“水火不侵”的堅(jiān)強(qiáng)外殼。中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所王立平研究員、烏學(xué)東研究員和薛群基院士聯(lián)合團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開(kāi)發(fā)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，在熱帶海洋的苛刻環(huán)境中壽命超過(guò)６０００小時(shí)。這一技術(shù)成功應(yīng)用于中國(guó)的電網(wǎng)、石油化工、海洋工程與裝備等領(lǐng)域，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

引入了石墨烯的防腐涂料，需要在熱帶海洋氣候中進(jìn)行短則半年、長(zhǎng)則十年的暴曬實(shí)驗(yàn)。

　　“這是我們國(guó)家船用的高強(qiáng)鋼。金黃色的是咱們國(guó)家衛(wèi)星上用的……”頂著咸咸的海風(fēng)，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所的研究員王立平仔細(xì)勘察涂料樣片的變化。王立平說(shuō)：“暴曬實(shí)驗(yàn)的作用就是發(fā)現(xiàn)材料的缺陷，通過(guò)實(shí)驗(yàn)反饋實(shí)驗(yàn)室調(diào)整它的工藝。”

對(duì)新興海洋工程、現(xiàn)代交通運(yùn)輸、能源工業(yè)、石油工業(yè)、大型化工企業(yè)、海島工程等領(lǐng)域的裝備和設(shè)施而言，腐蝕是其安全性和服役壽命的重要影響因素之一。熱帶海洋開(kāi)發(fā)、相關(guān)地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更是面臨著嚴(yán)峻的腐蝕危機(jī)。統(tǒng)計(jì)顯示，僅２０１４年，中國(guó)的腐蝕總成本就超過(guò)２.１萬(wàn)億元人民幣，約占當(dāng)年GDP的３.３４%。

而被形容為“輕如氣球、堅(jiān)如金屬”的石墨烯，是目前自然界最薄的二維納米材料：１毫米的石墨薄片，就能剝離出多達(dá)１５０萬(wàn)片石墨烯。石墨烯具有優(yōu)秀的阻隔和屏蔽性能，同時(shí)還兼具高強(qiáng)度、高導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能：一克石墨烯就可以覆蓋一個(gè)足球場(chǎng)；它的強(qiáng)度是鋼的２００倍、鉆石的數(shù)倍。

為了在防腐涂料中引入石墨烯，中科院的科學(xué)家們從２００９年開(kāi)始攻克了一系列技術(shù)難題，成功開(kāi)發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且兼具優(yōu)異力學(xué)性能、長(zhǎng)效防腐耐候和特殊功能性的八大系列石墨烯改性新型防腐涂料。王立平研究員在暴曬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)介紹說(shuō)：“（這里）大概有１０００個(gè)樣件，分八大類(lèi)，大概３０種材料，涵蓋了塊體材料、不同的薄膜材料、重防腐材料，還有我們航天航空用的一些材料。”

　　石墨烯改性新型防腐涂料技術(shù)，已通過(guò)了中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)的鑒定，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)“耐鹽霧壽命”超過(guò)６０００小時(shí)，而目前，國(guó)際上最優(yōu)質(zhì)的重防腐涂料耐鹽霧壽命基本在３０００小時(shí)。相關(guān)研究成果不僅申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利７８項(xiàng)，還申請(qǐng)國(guó)際專(zhuān)利（PCT）兩項(xiàng)，授權(quán)美國(guó)專(zhuān)利一項(xiàng)。在今年４月份，該技術(shù)成果已經(jīng)由寧波中科銀億新材料有限公司實(shí)施了產(chǎn)業(yè)化，并且相關(guān)定型產(chǎn)品已經(jīng)在儲(chǔ)油罐、電網(wǎng)設(shè)施、橋梁工程、船舶、南海海洋設(shè)施等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)模應(yīng)用。而這也是全球首次完成石墨烯改性重防腐涂料工程化全鏈條，囊括材料開(kāi)發(fā)、自然環(huán)境考核、工程示范乃至大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。

其實(shí)，石墨烯因巨大的市場(chǎng)化潛力一直備受全球科學(xué)家和產(chǎn)業(yè)界人士關(guān)注。英國(guó)商業(yè)大使、前著名賽車(chē)品牌邁凱倫集團(tuán)董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官羅恩·丹尼斯，就曾在接受中國(guó)國(guó)際廣播電臺(tái)記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示：“石墨烯是新一代復(fù)合型材料的代表，它正在改變著我們生活的世界。關(guān)于這種新材料的研究推廣，我們需要中國(guó)這樣有強(qiáng)大生產(chǎn)力的國(guó)家。中國(guó)能夠快速地建造大規(guī)模的生產(chǎn)線(xiàn)，這對(duì)于石墨烯的市場(chǎng)化來(lái)說(shuō)非常重要。”

　　而在中國(guó)高達(dá)兩千億元人民幣的防腐涂料市場(chǎng)中，重防腐涂料需求年均增速已超過(guò)２０%。以往，中國(guó)７０%的重防腐涂料市場(chǎng)被外國(guó)品牌壟斷。在專(zhuān)家看來(lái)，石墨烯改性重防腐涂料的成功研發(fā)和應(yīng)用，不僅將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也具有極大的社會(huì)效益。中國(guó)人民大學(xué)重陽(yáng)金融研究院研究員卞永祖認(rèn)為：“石墨烯在防腐材料里的應(yīng)用是比較大的突破，可以延長(zhǎng)防腐的時(shí)間，也能抵抗更惡劣的環(huán)境，這確實(shí)是石墨烯非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都非常大。因?yàn)榉栏膽?yīng)用范圍可以說(shuō)是無(wú)處不在，所以帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益特別大。另一方面，腐蝕會(huì)帶來(lái)極大的浪費(fèi)，防腐能做好，還可以減少污染物的排放、減少對(duì)人體的損害，會(huì)帶來(lái)特別大的社會(huì)效益。”

　　從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，這項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先的中國(guó)新技術(shù)，不僅能保障中國(guó)熱帶海洋地區(qū)重大工程裝備及“一帶一路”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還將推動(dòng)全球重防腐涂料技術(shù)的革命。