石墨烯涂層可防止細(xì)菌腐蝕管道

據(jù)外媒報道，石墨烯是一種非常有用的材料，它由一層原子厚的碳原子連接而成，其已被證明可以防止鋼鐵生銹。很快，它也可以用來阻止細(xì)菌腐蝕金屬管道。在污水處理廠等污水處理設(shè)施中，被稱為硫酸鹽還原菌的微生物經(jīng)常會寄生在管道和其他設(shè)備的內(nèi)部表面。

這些微生物以所謂的“生物膜”形式在管道清潔后的10天內(nèi)形成然后繼續(xù)以兩種主要方式降解這些管道。

首先，微生物在呼吸時會從金屬表面提取電子。然后，當(dāng)細(xì)菌消耗水中的有機物時它們會產(chǎn)生腐蝕性的硫化氫。

雖然保護(hù)性聚合物涂層可以應(yīng)用到管道內(nèi)部，但當(dāng)細(xì)菌消耗管道內(nèi)的增塑劑時，這些涂層本身可能也會被降解。此外，隨著時間的推移，這種涂層會變得脆弱并開裂、脫落并最終進(jìn)入水流中。

考慮到這些限制，來自南達(dá)科他州礦業(yè)與技術(shù)研究學(xué)院的科學(xué)家Govind Chilkoor轉(zhuǎn)而將石墨烯用作涂層材料。在實驗室測試中，他發(fā)現(xiàn)即使是一層不到1納米厚度的石墨烯也能有效防止硫酸鹽還原菌附著在金屬管道內(nèi)表面。Chilkoor指出，石墨烯有著非常好的抗菌性，“它會引起氧化應(yīng)激反應(yīng)從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡?！?/p>

此外，考慮到石墨烯是最強的人造材料之一，所以它應(yīng)該比目前用于防護(hù)涂層的聚合物要耐用得多。此外，由于石墨烯具有良好的導(dǎo)熱性，因此在熱交換管道中使用時其性能應(yīng)該會優(yōu)于聚合物。