Forskare vid University of Manchester och TWI har upptäckt sätt att använda grafen för att förlänga livslängden på rör som används inom olje- och gasindustrin.

Publicerad i Avancerade materialgränssnitt , teamet har hittat ett sätt att införliva grafen i ett polymerfoder som används i rör som transporterar råolja och gas från havsbotten.

Rören är vanligtvis gjorda av inre skikt av polymer eller komposit och externt förstärkningsstål. Inom dessa rör, vätskor kan ha mycket högt tryck och förhöjd temperatur.

I situationer där koldioxid (CO ₂ ), vätesulfid (H ₂ S) och vatten tränger igenom rörets skyddande barriärskikt, stålet kan korrodera vilket gör att röret tappar styrka med tiden, leder till en risk för katastrofala misslyckanden.

Forskarna fann att om grafenet var mekaniskt blandat med plasten, eller om ett enda lager grafen applicerades, gaser kunde fortfarande passera igenom.

Dock, genom att laminera ett tunt lager av grafennanoplättar till polyamid 11 (PA11) – en plast som ofta används i dessa liners – kunde teamet producera strukturer som beter sig som exceptionellt bra barriärer.

De flerskiktiga laminatstrukturerna testades vid 60 ^o C och vid tryck upp till 400 gånger atmosfärstryck, och visade sig minska CO ₂ permeation med över 90 % jämfört med enbart PA11, medan genomträngning av H ₂ S kan reduceras till oupptäckbara nivåer.

Grafen är världens första tvådimensionella material, flexibel, transparent, mer ledande än koppar, och är känd för att blockera passagen av helium, den svåraste gasen att blockera.

Korrosion kostar olje- och gasindustrin bara i USA 1,4 miljarder dollar. Denna teknik har potential att förlänga livslängden på undervattensrören och därför minska tiden mellan reparationer.

Professor Peter Budd, som ledde Manchester-laget, sa:"Grafen har många fantastiska egenskaper, men det är inte alltid lätt att förverkliga dem i stor skala. Vårt arbete representerar ett viktigt steg i att ta grafen ut ur laboratoriet och in i den verkliga världen."

Dr Paul Woollin, Forskningschef, TWI, sa:"Denna forskning är ett exempel på hur TWI kan arbeta effektivt med världsledande universitet genom sitt innovationsnätverk, och dra nytta av vår banbrytande testkapacitet och interna experter, att identifiera unika och nya lösningar på branschens mest utmanande problem.

Grafenmembran som dessa har potential att öppna upp stora nya marknader och revolutionera otaliga industriella processer, som livsmedelsförpackningar, vattenfiltrering och gasseparation.