ארה"ב מפתחת שיטת בדיקה מהירה להערכת קורוזיה של מכוניות מוגנות על ידי גרפן

2020-11-25

עבור מכוניות, מטוסים וספינות, מחסומי גרפן יכולים לספק עשרות שנים של הגנה מפני קורוזיה חמצן, אבל איך להעריך את יעילותו תמיד היה אתגר. לפי דיווחים בתקשורת זרה, מדענים במעבדה הלאומית של לוס אלמוס בארצות הברית הציעו פתרון אפשרי.

החוקר הראשי Hisato Yamaguchi אמר: "אנו מייצרים ומשתמשים באוויר קורוזיבי במיוחד, וצופים בהשפעת האצה שלו על החומר המגן על חומרי ההגנה של הגרפן. רק על ידי מתן אנרגיה קינטית קלה למולקולות החמצן, נוכל לחלץ מיד מידע קורוזיה במשך עשרות שנים. יצרנו באופן מלאכותי חלק של האוויר, כולל חמצן עם פיזור אנרגיה מוגדר פיזית, וחשף את המתכת המוגנת על ידי גרפן לאוויר זה."

לאנרגיה הקינטית של רוב מולקולות החמצן לוקח עשרות שנים לייצר קורוזיה במתכת. עם זאת, חלק קטן של חמצן טבעי עם אנרגיה קינטית גבוהה בחלוקת האנרגיה המוגדרת פיזית עשוי להפוך למקור החלודה העיקרי. Yamaguchi אמר: "באמצעות ניסויים השוואתיים ותוצאות סימולציה, נמצא שתהליך חדירת החמצן של גרפן שונה לחלוטין עבור מולקולות עם וללא אנרגיה קינטית קלה. לכן, אנחנו יכולים ליצור תנאים מלאכותיים ולנסות להאיץ את בדיקת הקורוזיה".

ההערכה היא שבארה"ב לבדה, ההפסד הנגרם כתוצאה מהקורוזיה של מוצרי מתכת מהווה כ-3% מהתוצר המקומי הגולמי (GDP), והוא עשוי להגיע לטריליוני דולרים בעולם. למרבה המזל, ניתוח עדכני מצא שמולקולות חמצן יכולות לחדור בחופשיות אך לא באופן הרסני לתוך הגרפן לאחר שניתנה להם אנרגיה קינטית נוספת, כך שניתן לנתח את היעילות של שיטות טיפול בגרפן במניעת חלודה.

חוקרים אמרו שכאשר מולקולות חמצן אינן מושפעות מאנרגיה קינטית, גרפן יכול לשמש מחסום טוב לחמצן.