Grafénvédelem a régészeti leletekben

Az egyrétegű szénréteggel történő bevonat megvédi a sérüléseket és a korróziót

Egy láthatatlan grafénréteg megvédheti az értékes régészeti tárgyakat, például Tutanhamon aranyozott szarkofágját. © Griffith Intézet / Oxfordi Egyetem
felolvasta

Láthatatlan védőréteg: A "csoda anyag" grafén jobban meg tudja védeni az értékes régészeti leleteket és más tárgyakat a károsodásoktól és a korróziótól. Még az egyrétegű grafénréteg is elegendő ahhoz, hogy az aranyozott vagy fémmel bevont anyagok kétszer annyira ellenállók legyenek a nyomáspontok és a károsodások szempontjából, mint a kísérletek azt mutatták. Az egyedi tárgyak megmenthetők a pusztulástól.

Ha a korábbi kultúrákból származó emberek meg akarják védeni műalkotásaikat az idő pusztulásaitól, akkor általában a legnemesebb fémekkel - aranygal fedték őket. A vékony aranyréteg megvédte az alapanyagot a korróziótól és a károsodástól, amint azt az Tutanhamen egyiptomi fáraó aranyozott szarkofágjai, aranyozott halálmaszkok vagy japán aranyozott festmények is bizonyítják.

"A lenyűgöző egyiptomi és kínai szobrok, amelyek kevesebb mint 200 nanométer vastag fémrétegekkel vannak bevonva, ebben a folyamatban évezredek óta fennmaradtak" - mondta Kaihao Zhang, az Illinoisi Egyetem Urbana-Champaignben és munkatársai.

Szénatomokból készült "láncszem kerítés"

De a modern "csoda anyag" grafénnek köszönhetően ez a bevonat még optimalizálható. A grafén egy szénatomokból álló rétegből áll, amelyek hatszögletű rácsos méhsejtként vannak egymással összekapcsolva. Ez a látszólag nem specifikus elrendezés a grafén speciális mechanikai és elektrokémiai tulajdonságait biztosítja.

A kutatók most megvizsgálták, hogy a grafén alkalmas-e az aranyozott műalkotások és más fémmel bevont tárgyak védelmére is. Kísérleteikhez az arany bevonat helyett ultravékony palládium filmeket használták kiindulási anyagként. Ezen túlmenően egy optimalizált eljárás segítségével elpárologtatta a grafénréteget, amely csak egy atom vastag volt. kijelző

Mint egy nanoméretű láncszem kerítés, a grafén réteg lefedi az alatta levő fémet. Ezt követően Zhang és kollégái ezt a kombinált anyagot stressztesztek elvégzéséhez használták, egyebek között, szelektív nyomásnak kitéve őket.

Védelem a horpadásokkal és a korrózióval szemben

Az eredmény: "Még egy, a palládiumon lévõ grafén réteg kétszer olyan ellenállóvá tette a horpadásokkal és a nyomáspontokkal szemben, mint a teljes mértékben fémbõl készült bevonatot" - mondja Zhang kollégája, Sameh Tawfick. "Ez az új anyag új, izgalmas lehetőségeket nyit meg, hogy még a nagy szerkezeteket megóvja a bevonattal." Mivel egy egész épület fém dísztárgyait grafénnal boríthatjuk, A grafén a csipetnyi méretű lenne.

A tudósok szerint eredményeik azt mutatják, hogy a grafén bevonat hatékony kiegészítő védelem lehet a fémmel bevont tárgyak számára. Ennek eredményeként a hajótest vagy az épületek, valamint az elektromos készülékek, az értékes régészeti tárgyak vagy ékszerek védettek lehetnek a korrózió és a károsodások ellen.

Gyengéd bevonat

A Zhang és csapata által optimalizált gőzfázisú leválasztási módszer lehetővé teszi még érzékeny tárgyak bevonását grafénnel is, amint arról beszámoltak. Mert a gőzlerakódáshoz bár mintegy 1100 fokos hőmérséklet szükséges, de ez csak 30 másodpercig tartana. "Ez elég rövid ahhoz, hogy megakadályozza az anyag hőbomlását, miközben továbbra is nagyon jó minőségű grafént termel" - mondja Zhang. (Speciális funkcionális anyagok, 2018; doi: 10.1002 / adfm.201804068)

(Illinoisi Egyetem Mérnöki Főiskola, 2018.09.14. - NPO)