碳納米管測試機構-廣東檢測中心

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   這項研究發表在“Advanced Materials Interfaces ”《先進材料界面》雜志上，名為（《應用的石墨烯/聚酰胺層壓板超臨界CO2和H2S阻擋層：有效阻止滲透的方法》），文中介紹：研究小組發現了一種將石墨烯摻入聚合物襯里的方法，這種聚合物襯里可以用于美國石油公司輸送原油和天然氣的管道。

 

    使用石墨烯薄膜延長石油和天然氣工業管道的壽命，這種輸送管道一般由內層的聚合物或復合材料和外部加強鋼制成。在這些管道內，流體壓力非常高，除此之外，管道也常常面臨著高溫考驗。在輸送工程中，二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）和水會滲透到管道的保護層下，沒有了保護層，作為增強結構的鋼可能會被腐蝕，這就導致管道隨著時間流逝漸漸失去了強度，這種結果就會導致災難性失效的風險。

    研究人員發現，如果將石墨烯與塑料進行機械混合，或者在內測涂上一層石墨烯，并不會影響管道通過性能。然而，研究小組通過將一層薄的石墨烯納米層壓到聚酰胺11（PA11）上，能夠生產出阻隔性能特別好的結構，聚酰胺11（PA11）是石油天然氣管道襯里中常用的塑料。

    為了驗證是否可靠，在60°C和高達400倍大氣壓下對多層層壓結構進行了測試，結果表明，與單獨使用PA11相比，多層層壓結構的CO2滲透率降低了90%以上，而H2S的滲透率可降低到無法檢測的水平。

    石墨烯雖然從合成和證實存在到今天只有短短十幾年的時間，但是已成為今年學者研究的熱點。石墨烯是一種由碳原子以sp?雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。具有相當好的柔韌性、透明性、而且比銅的導電性更好，此外，石墨烯是眾所周知能夠阻擋氦的材料，而氦是難阻擋的氣體。隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快。

    僅在美國，石油和天然氣行業的腐蝕成本就高達14億美元。這種石墨烯技術有可能延長水下管道的使用壽命，從而減少維修所需的各類消耗。

    領導曼徹斯特研究團隊的教授Peter Budd說：“石墨烯有很多令人驚嘆的特性，但是要大規模地利用它們并不是那么容易。我們的工作是將石墨烯帶出實驗室，讓這種先進材料進入現實。

    TWI研究部主任Paul Woollin博士說：”這項研究是TWI通過創新網絡與大學有效合作的一個例子，利用我們的內部專家以及測試能力，為各種挑戰性工業難題找出新穎獨特的解決方案。“

    像這樣可以大規模投入使用的石墨薄膜有潛力開辟廣闊的新市場，并給無數的工業過程帶來新革命，如食品包裝、水過濾和氣體分離等領域。

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