Силиконовое масло с графеновыми микрокапсулами защитило металл от коррозии

Американские ученые повысили вязкость силиконового масла, добавив в него микрокапсулы из восстановленного оксида графена, которые образуют самоорганизующуюся структуру. Покрытие, защищающее поверхность от коррозии, способно самозалечиваться, устойчиво к экстремальным условиям окружающей среды и его можно наносить под водой. Исследование опубликовано в Research, кратко о нем сообщается в пресс-релизе Northwestern University.

Наиболее распространенным методом борьбы с коррозией является нанесение защитных покрытий, изолирующих поверхность металла от разрушающего воздействия окружающей среды. Даже небольшие повреждения антикоррозийных покрытий приводят к разрушению металлических конструкций. Их сложно обнаружить или предсказать их появление, поэтому активно разрабатывают покрытия, способные к саморегенерации. Низкая вязкость позволяет материалу быстро восстанавливаться, однако такие жидкости плохо удерживаются на поверхности металла. Слишком вязкие покрытия либо не способны залечиваться вообще, либо делают это очень медленно.

Группе ученых из Северо-Западного университета под руководством Цзясина Хуана (Jiaxing Huang) удалось совместить два противоречивых свойства жидкости. Текучесть нового покрытия обеспечило силиконовое масло (полимеризованный силоксан), а вязкость — микрокапсулы из восстановленного оксида графена (rGO). Капсулы адсорбируют масло и образуют связанную структуру. Когда она разрушается, масло выходит из капсул, и связи опять восстанавливаются.

Даже небольшие концентрации модифицирующих частиц значительно повысили вязкость масла — пять массовых процентов микрокапсул увеличили ее в тысячу раз. Они не утяжеляют жидкость, поэтому такое масло почти не стекает даже с вертикальных поверхностей. Высокая степень адгезии позволяет наносить масло на поверхности со сложной геометрией и даже в воде, не захватывая пузырьки воздуха или жидкости. Кроме того, авторы проверили устойчивость покрытия к механическим повреждениям и кислотам. Покрытый маслом с графеновыми микрокапсулами алюминий более 200 раз восстанавливал свою структуру после повторяющихся повреждений и не подвергся коррозии в растворе соляной кислоты.

Авторы утверждают, что такое покрытие особенно полезно для нанесения на металлические сооружения, которые находятся под водой или в агрессивной среде. Другая группа американских ученых использовала масло для предотвращения коррозии в алюминий-воздушном аккумуляторе, вызывающей его саморазряд.