石墨烯工業(yè)化的開端：有效減少工業(yè)管道腐蝕

曼徹斯特大學(xué)和TWI的研究人員經(jīng)過不斷研究發(fā)現(xiàn)域滥，利用石墨烯可以延長石油和天然氣工業(yè)管道壽命械筛。   　　這項(xiàng)研究發(fā)表在“Advanced Materials Interfaces ”《先進(jìn)材料界面》雜志上，名為（《應(yīng)用的石墨烯/聚酰胺層壓板超臨界CO2和H2S阻擋層：有效阻止?jié)B透的方法》）专肪，文中介紹：研究小組發(fā)現(xiàn)了一種將石墨烯摻入聚合物襯里的方法适袜，這種聚合物襯里可以用于美國石油公司輸送原油和天然氣的管道。   　　使用石墨烯薄膜延長石油和天然氣工業(yè)管道的壽命   　　這種輸送管道一般由內(nèi)層的聚合物或復(fù)合材料和外部加強(qiáng)鋼制成剩蟀。在這些管道內(nèi)催蝗，流體壓力非常高，除此之外喻旷，管道也常常面臨著高溫考驗(yàn)生逸。在輸送工程中，二氧化碳(CO2)且预、硫化氫(H2S)和水會滲透到管道的保護(hù)層下槽袄，沒有了保護(hù)層，作為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的鋼可能會被腐蝕锋谐，這就導(dǎo)致管道隨著時間流逝漸漸失去了強(qiáng)度遍尺，這種結(jié)果最終就會導(dǎo)致災(zāi)難性失效的風(fēng)險。   　　研究人員發(fā)現(xiàn)涮拗，如果將石墨烯與塑料進(jìn)行機(jī)械混合乾戏，或者在內(nèi)測涂上一層石墨烯，并不會影響管道通過性能三热。   　　然而鼓择，研究小組通過將一層薄的石墨烯納米層壓到聚酰胺11（PA11）上，最終能夠生產(chǎn)出阻隔性能特別好的結(jié)構(gòu)就漾，聚酰胺11（PA11）是石油天然氣管道襯里中常用的塑料呐能。   　　為了驗(yàn)證是否可靠，在60°C和高達(dá)400倍大氣壓下對多層層壓結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試，結(jié)果表明摆出，與單獨(dú)使用PA11相比朗徊，多層層壓結(jié)構(gòu)的CO2滲透率降低了90%以上，而H2S的滲透率可降低到無法檢測的水平偎漫。   　　石墨烯雖然從合成和證實(shí)存在到今天只有短短十幾年的時間爷恳，但是已成為今年學(xué)者研究的熱點(diǎn)。石墨烯是一種由碳原子以sp?雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料象踊。具有相當(dāng)好的柔韌性温亲、透明性、而且比銅的導(dǎo)電性更好通危，此外铸豁，石墨烯是眾所周知能夠阻擋氦的材料，而氦是最難阻擋的氣體菊碟。隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸等難題的逐步突破节芥，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐正在加快。   　　僅在美國逆害，石油和天然氣行業(yè)的腐蝕成本就高達(dá)14億美元头镊。這種石墨烯技術(shù)有可能延長水下管道的使用壽命，從而減少維修所需的各類消耗魄幕。   　　領(lǐng)導(dǎo)曼徹斯特研究團(tuán)隊的教授Peter Budd說：“石墨烯有很多令人驚嘆的特性相艇，但是要大規(guī)模地利用它們并不是那么容易。我們的工作是將石墨烯帶出實(shí)驗(yàn)室纯陨，讓這種先進(jìn)材料進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界坛芽。   　　TWI研究部主任Paul Woollin博士說：“這項(xiàng)研究是TWI通過創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)與世界領(lǐng)先大學(xué)有效合作的一個例子，利用我們的內(nèi)部專家以及尖端測試能力翼抠，為各種最具挑戰(zhàn)性工業(yè)難題找出新穎獨(dú)特的解決方案咙轩。”   　　像這樣可以大規(guī)模投入使用的石墨薄膜有潛力開辟廣闊的新市場，并給無數(shù)的工業(yè)過程帶來新革命阴颖，如食品包裝活喊、水過濾和氣體分離等領(lǐng)域。