Grafenska zaštita za arheološke artefakte

Premaz s jednim slojem karbonskog filma štiti od oštećenja i korozije

Nevidljivi grafenski sloj mogao bi zaštititi vrijedne arheološke artefakte poput pozlaćenog sarkofaga Tutankamona. © Institut Griffith / Sveučilište u Oxfordu
čitati naglas

Nevidljivi zaštitni sloj: Grafen "čudo materijala" mogao bi bolje zaštititi dragocjene arheološke nalaze i druge predmete od oštećenja i korozije. Čak je i jednoslojni sloj grafena dovoljan da se materijali pozlaćeni ili obloženi metalom dvostruko otpornije na tlačne točke i oštećenja, kao što su pokazali eksperimenti. Jedinstveni artefakti mogu se spasiti od propadanja.

Ako su ljudi iz ranijih kultura željeli zaštititi svoja umjetnička djela od pukotina vremena, obično su ih prekrivali najplemenitijim metalima - zlatom. Tanki sloj zlata štitio je temeljni materijal od korozije i oštećenja, o čemu svjedoče pozlaćeni sarkofazi egipatskog faraona Tutanhamena, pozlaćene maske smrti ili slike pozlaćene iz Japana.

"Fascinantne egipatske i kineske skulpture obložene metalnim filmovima debljinom od manje od 200 nanometara u ovom su procesu preživjele tisućama godina", rekli su Kaihao Zhang sa Sveučilišta Illinois u Urbana-Champaignu i njegovi kolege.

"Lančana ograda" izrađena od ugljikovih atoma

Ali zahvaljujući modernom grafenu "čudesnog materijala", ovaj premaz je čak moguće optimizirati. Grafen se sastoji od sloja ugljikovih atoma povezanih u obliku šesterokutnih rešetkastih saća. Ovaj naizgled neprecizan raspored daje grafenu posebna mehanička i elektrokemijska svojstva.

Je li grafen pogodan i za zaštitu pozlaćenih umjetničkih djela i drugih predmeta obloženih metalom, sada su istraživali istraživači. Za svoje eksperimente koristili su umjesto tankih filmova paladija zlatni premaz kao polazni materijal. Povrh svega toga isparavali su sloj grafena debljine samo jednog atoma uz pomoć optimiziranog postupka. prikaz

Poput ograde s nanocrvenim lancem, grafenski sloj prekrivao je metal koji je stajao ispod. Nakon toga, Zhang i njegovi kolege koristili su ovaj kombinirani materijal za provođenje testova otpornosti na stres, izlažući ih jednostranom, selektivnom pritisku, između ostalog.

Zaštita od udubljenja i korozije

Rezultat: "Čak je i atomski sloj grafena na paladiju učinio dvostruko otpornijim na udubljenja i tlačne točke kao premaz u potpunosti napravljen od metala", kaže Zhang-ov kolega Sameh Tawfick. "Ovaj novi materijal otvara nove, uzbudljive mogućnosti zaštite čak i velikih građevina prevlakom." Jer da biste prekrili metalne ukrase cijele zgrade grafenom, Graphene bi bio veličine vrha glave.

Prema znanstvenicima, njihovi rezultati pokazuju da bi grafenski premaz mogao biti učinkovita dodatna zaštita predmeta obloženih metalom. Kao rezultat, brodski trupovi ili zgrade, ali i električni uređaji, vrijedni arheološki artefakti ili nakit mogli bi se zaštititi od korozije i oštećenja.

Nježni premaz

Metoda taloženja isparavanja koju su Zhang i njegov tim optimizirali omogućava premazivanje čak i osjetljivih predmeta grafenom, kako izvještavaju. Jer za taloženje pare, iako je potrebna temperatura od oko 1.100 stupnjeva, ali to bi trajalo samo 30 sekundi. "Ovo je dovoljno kratko da se spriječi propadanje topline materijala, a istovremeno se proizvodi visokokvalitetni grafen", kaže Zhang. (Napredni funkcionalni materijali, 2018; doi: 10.1002 / adfm.201804068)

(Tehnički fakultet Sveučilišta Illinois, 14.09.2018. - NPO)