En grafenbaserad beläggning under utveckling hos UB håller ett stycke stål rostfritt (förgrunden), i skarp jämförelse med en rostig stålplåt (bakgrund).
(Phys.org) - Universitetet i Buffalo forskare gör betydande framsteg när det gäller rostskyddande stål med en grafenbaserad komposit som kan fungera som ett giftfritt alternativ till beläggningar som innehåller sexvärt krom, ett troligt cancerframkallande ämne.
I forskarnas första experiment, stålbitar belagda med den högteknologiska lacken förblev rostfria i bara några dagar när de sänktes ned kontinuerligt i saltvatten, en miljö som påskyndar korrosion.
Genom att justera koncentrationen och spridningen av grafen i kompositen, forskarna ökade till ungefär en månad hur lång tid det behandlade stålet kan överleva i saltlake. (Eftersom saltlösning är en extremt hård miljö, det belagda stålets överlevnadstid i den verkliga världen skulle vara många gånger längre.)
UB-kemisterna som leder projektet är Sarbajit Banerjee, PhD, en biträdande professor, och Robert Dennis, en doktorand. Deras nästa steg är att använda en $50, 000 anslag från New York State Pollution Prevention Institute för att förbättra grafenkompositens varaktiga kraft, samt kvaliteten på dess finish.
Tata Steel, ett internationellt företag som har tillhandahållit tidigare finansiering för Banerjees projekt, har hjälpt forskarna att testa större provstorlekar, sa Banerjee.
Att släppa ut beläggningen på marknaden kan inte bara gynna folkhälsan, men också spara jobb, sa Dennis och Banerjee.
"Vår produkt kan göras för att fungera med den befintliga hårdvaran från många fabriker som är specialiserade på kromplätering, inklusive jobbbutiker i västra New York som växte runt Bethlehem Steel, "Detta kan ge fabriker en chans att återuppfinna sig själva på ett hälsosamt sätt i en reglerande miljö som blir allt hårdare när det gäller kromföroreningar."
grafen, det tunnaste och starkaste materialet som människan känner, består av ett enda lager av kolatomer kopplade i ett bikakeliknande arrangemang.
Materialets hydrofoba och ledande egenskaper kan bidra till att förhindra korrosion, stöter bort vatten och hämmar elektrokemiska reaktioner som omvandlar järn till järnoxid, eller rost, sa Banerjee.
UB-forskare utvecklar grafenbaserade korrosionsskyddsbeläggningar. Här, tre lösningar för rostskyddande stål innehåller varierande mängder grafen.
UB:s vetenskapskontor, Technology Transfer and Economic Outreach (STOR) har lämnat in en provisorisk patentansökan för att skydda beläggningen som Banerjee och Dennis förädlar. Som sponsorer av forskningen och på grund av uppfinningsrika bidrag från Tata-anställda, Tata Steel har också vissa rättigheter till tekniken.
"Tata Steel har alltid visat ledarskap när det gäller att motivera innovativ forskning och produktutveckling genom att utnyttja partnerskap med universitet. UB har varit ett av våra val för banbrytande beläggningsteknologiutveckling på stålsubstrat, " sa Debashish Bhattacharjee, PhD, Tata Steels gruppchef för forskning, Utveckling och teknik.
"Utvecklingen av ett miljövänligt alternativ till sexvärt krom skulle verkligen revolutionera denna sektor, sa Anahita Williamson, PhD, chef för New York State Pollution Prevention Institute (NYSP2I), ett forsknings- och tekniköverföringscenter finansierat av New York State Department of Environmental Conservation. "Metalpläteringsindustrin identifierade detta som ett högprioriterat forskningsprojekt och NYSP2I är glada över att stödja UB-forskare i deras ansträngningar att utveckla lösningar."
New York State Pollution Prevention Institute, med huvudkontor vid Rochester Institute of Technology (RIT), är ett partnerskap mellan RIT, Clarkson University, Rensselaer Polytechnic Institute, UB och statens nätverk av Regionala teknikutvecklingscentra.
