‘Tovermiddel’ grafeen is ook roestwerend

In een interdisciplinair onderzoek aan de Vanderbilt University in Nashville, Tennessee wijzen Dhiraj Prasai en zijn collega’s er op dat roest en andersoortige corrosie van metalen een ernstig probleem is en dat er intensief onderzoek wordt gedaan om het corrosieproces te voorkomen of vertragen. Corrosie ontstaat als het oppervlak van het metaal contact maakt met lucht, water of andere substanties. De meestgebruikte remedie is het coaten van de metalen met materialen die het metaaloppervlak afsluiten, maar de nu gebruikte coatings hebben hun beperkingen.

De onderzoekers besloten om te bekijken of grafeen een goed coatingmateriaal zou zijn. Grafeen bestaat uit een enkele laag koolstofatomen en geldt als het dunste en sterkste materiaal dat nu bekend is. In grafeen zijn de koolstofatomen gerangschikt in een kippengaas-achtige structuur, in een laag die zo dun is dat hij transparant is. Ter illustratie een gram grafeen is voldoende om een voetbalveld af te dekken.

Het bleek dat grafeen – of het nu direct is vervaardigd op koper of nikkel, of dat het wordt overgebracht op een ander metaal – goede bescherming biedt tegen corrosie. Koper dat met behulp van chemische opdamping (CVD) is bekleed met een enkele laag grafeen corrodeert zeven maal langzamer dan ongecoat koper. Nikkel dat wordt gecoat met enkele lagen grafeen corrodeert zelfs twintig maal langzamer.

Opmerkelijk is dat een enkele laag grafeen dezelfde corrosiebescherming biedt als conventionele organische coatings die meer dan vijf keer zo dik zijn. Grafeen zou daarom ideaal zijn in toepassingen waar bij voorkeur een dunne laag wordt gebruikt, zoals in micro-elektronicacomponenten, verbindingsproducten, implanteerbare toestellen  of in componenten voor de lucht- en ruimtevaart.