Raport

Antykorozja: oczekiwania a rzeczywistość

Bodaj największe nadzieje na rynku przemysłowym (z wyłączeniem motoryzacji) wzbudziły pierwsze doniesienia o postępach w tworzeniu nanofarb i nanopowłok antykorozyjnych. Korozja jest bowiem problemem, z którym prędzej czy później musi się zmierzyć każda branża – od użytkowników maszyn, przez budownictwo, po sektor petrochemiczny i przemysł morski. Pierwsze próby z wykorzystaniem nanocząsteczek jako dodatku do farb i powłok antykorozyjnych przyniosły nadspodziewanie dobre efekty: okazało się, że już niewielka ilość grafenu nawet o 95% zmniejsza przepuszczalność powłoki, skutecznie chroniąc ją przed oddziaływaniem wody, a tym samym wydłużając jej żywotność. Wyniki badań przeprowadzonych w 2016 r. przez niezależny ośrodek PRA zachęciły prywatne przedsiębiorstwa do spróbowania swoich siły na rynku nanotechnologii.

Międzynarodową rywalizację zainicjowali Chińczycy: już rok później chińska firma Jiangsu Toppen Technology opracowała pierwszą farbę cynkowo-grafenową. Dodatek grafenu umożliwił uzyskanie bardzo dobrych właściwości antykorozyjnych powłoki przy znacznej redukcji ilości stosowanego cynku. Jak zapowiadał producent, farba może być z powodzeniem stosowana nawet w strefach C5, czyli o najwyższej korozyjności, takich jak morskie platformy wiertnicze czy morskie farmy wiatrowe. Osławiona powłoka okazała się jednak nie do końca spełniać oczekiwania odbiorców – co prawda zwiększała ogólny poziom ochrony korozyjnej, ale daleko jej było do realizacji szumnych obietnic. Jak się okazało, jej podstawową zaletą był fakt, że była zbudowana z nanostruktur, które – jak dowiedli wkrótce naukowcy, notabene również z Chin – są bardzo odporne na utlenianie, gdyż mają zdolność do samoistnej regeneracji i dłużej zachowują pełną nieprzepuszczalność w warunkach oddziaływania czynników zewnętrznych. Ta sama zdolność okazała się jednak problemem w przypadku grafenu: jak dowiódł w zeszłym roku holenderski naukowiec Dirk van Baarle, materiał ten ma niemal magiczne właściwości, ale jedynie wówczas, gdy rośnie spontanicznie, tworząc idealnie regularne struktury. A warunkiem tego wzrostu jest odpowiednie podłoże (iryd), medium (etylen) oraz temperatura (ok. 700°C). Rozgrzana powierzchnia powoduje samoistny rozpad cząsteczek gazu i uwolnienie atomów węgla, które spontanicznie tworzą sieć heksagonalną – charakterystyczną strukturę grafenowej siatki. Ponieważ jednak w warunkach przemysłowych grafen jest raczej „zszywany” niż hodowany, jego warstwy są niejednorodne, a otrzymywane na jego bazie powłoki – niedoskonałe. Aby zoptymalizować ich właściwości, trzeba więc zmodyfikować proces wytwórczy. A to zajmie zapewne kilka lat. Warto jednak czekać, bo ze względu na swoje właściwości przeciwtarciowe grafen uznawany jest już dziś za materiał, który ma szansę zrewolucjonizować nie tylko rynek farb i powłok, ale też olejów i smarów dla przemysłu.