بالنسبة للسيارات والطائرات والسفن، يمكن لحواجز الجرافين أن توفر عقودًا من الحماية ضد تآكل الأكسجين، ولكن كيفية تقييم فعاليتها كانت دائمًا تحديًا. ووفقا لتقارير وسائل الإعلام الأجنبية، اقترح العلماء في مختبر لوس ألاموس الوطني في الولايات المتحدة حلا ممكنا.

قال الباحث الرئيسي هيساتو ياماغوتشي: "نحن نصنع ونستخدم هواءًا شديد التآكل، ونلاحظ تأثيره المتسارع على مادة الجرافين الواقية. فقط من خلال إعطاء جزيئات الأكسجين طاقة حركية طفيفة، يمكننا استخلاص معلومات التآكل على الفور لعقود من الزمن. لقد أنشأنا بشكل مصطنع جزء من الهواء، بما في ذلك الأكسجين مع توزيع طاقة محدد فيزيائيًا، وتعريض المعدن المحمي بالجرافين لهذا الهواء.

تستغرق الطاقة الحركية لمعظم جزيئات الأكسجين عقودًا لإنتاج التآكل في المعدن. ومع ذلك، فإن جزءًا صغيرًا من الأكسجين الطبيعي ذو الطاقة الحركية العالية في توزيع الطاقة المحدد فيزيائيًا قد يصبح المصدر الرئيسي للصدأ. وقال ياماغوتشي: “من خلال التجارب المقارنة ونتائج المحاكاة، وجد أن عملية تغلغل الأكسجين في الجرافين مختلفة تمامًا بالنسبة للجزيئات ذات الطاقة الحركية البسيطة أو بدونها. لذلك، يمكننا خلق ظروف اصطناعية ومحاولة تسريع اختبار التآكل.

وتشير التقديرات إلى أن الخسارة الناجمة عن تآكل المنتجات المعدنية في الولايات المتحدة وحدها تمثل نحو 3% من الناتج المحلي الإجمالي، وقد تصل إلى تريليونات الدولارات على مستوى العالم. لحسن الحظ، وجد التحليل الأخير أن جزيئات الأكسجين يمكن أن تخترق الجرافين بحرية ولكن ليس بشكل مدمر بعد إعطائها طاقة حركية إضافية، بحيث يمكن تحليل فعالية طرق معالجة الجرافين في منع الصدأ.

وقال الباحثون إنه عندما لا تتأثر جزيئات الأكسجين بالطاقة الحركية، يمكن أن يعمل الجرافين كحاجز جيد للأكسجين.