石墨烯涂层有望解决玻璃腐蚀问题

基础科学研究所（IBS）内的多维碳材料中心（CMCM）的研究人员已经展示了保护玻璃免受腐蚀的石墨烯涂料。他们的研究被认为是有潜力解决与玻璃腐蚀相关问题的几个行业。

IBS科学家在铜上生长石墨烯，并将一个或两个原子厚的石墨烯层转移到矩形玻璃片的两侧。通过水浸没测试和观察未涂覆玻璃和涂覆玻璃之间的差异来评价石墨烯涂层的有效性。在60℃的水中浸渍120天后，未涂布的玻璃样品的表面粗糙度和缺陷显着增加，并且断裂强度降低。相比之下，单层和双层石墨烯涂覆的玻璃在断裂强度和表面粗糙度方面基本上没有变化。

科学家一直在研究如何涂覆玻璃以防止损坏-理想的保护涂层应该是薄的，透明的，并且提供对化学侵蚀的良好的扩散阻挡。具有其化学惰性，薄度和高透明度的石墨烯是非常有前途的涂层材料。此外，石墨烯的优秀化学屏障性能阻止氦原子渗透。

虽然玻璃有不同的类型，但是普通的窗玻璃和容器通常由二氧化硅（SiO2），氧化钠（Na2O）以及少量添加剂制成。玻璃腐蚀开始于水在玻璃表面上的吸附。来自水的氢离子然后扩散到玻璃中并与存在于玻璃表面上的钠离子交换。玻璃表面附近的水的pH增加，允许硅酸盐结构溶解。腐蚀的玻璃失去其透明度，并且其强度降低。玻璃腐蚀是困扰几个行业的严重问题，特别是对于制药，环境和光学行业，还有就是在炎热和潮湿的气候中。

“研究的目的是确定通过化学气相沉积在铜箔上生长的石墨烯（一种现有的方法）是否可以转移到玻璃上，并保护玻璃免受腐蚀。我们的研究表明，即使一个原子厚度的石墨烯层也是这样。”团队解释说。“未来，当可能生产更大，更高质量的石墨烯片并优化玻璃上的转移时，似乎很可能在工业规模上使用玻璃上的石墨烯涂层。