پژوهشگران پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ و پوشش با بهره‌گیری از گرافن و ایجاد ساختار نانوکامپوزیتی موفق شدند خواص ضد خوردگی پوشش‌های پلیمری را بهبود بخشند. از نتایج این تحقیقات آزمایشگاهی می‌توان در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و صنایع دریایی بهره برد.
بهبود عملکرد پوشش‌های ضد خوردگی با بهره گیری از گرافن
سالانه حدود ۴/۵ درصد از تولید ناخالص ملی در ایران صرف جبران هزینه‌های ناشی از خوردگی و حفاظت در برابر آن می‌شود. به‌منظور جلوگیری و کاهش هزینه‌های مذکور، از پوشش‌های ضد خوردگی استفاده می‌شود. پوشش‌های آلی به‌صورت گسترده جهت حفاظت فلزات در برابر خوردگی از طریق ایجاد یک سد فیزیکی بین سطح فلز و محیط خورنده مورد استفاده قرار می‌گیرد. بااین‌حال گونه‌های خورنده‌ای نظیر اکسیژن، آب و یون کلر می‌توانند به‌مرورزمان درون این پوشش‌ها نفوذ کرده و خود را به فصل مشترک فلز/پوشش برسانند. این موضوع علاوه بر تسریع فرایند خوردگی فلز موجب می‌شود پوشش چسبندگی خود را از دست داده و از روی سطح کنده شود. در سال‌های اخیر تحقیقاتی در زمینه‌ی مرتفع کردن نقص مذکور با بهره‌گیری از فناوری نانو انجام شده است.
دکتر بهرام رمضان زاده کراتی با اشاره به پوشش‌های اپوکسی به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع پوشش‌های آلی و همچنین ذکر مزایا و محدودیت‌های آن، هدف از انجام طرح حاضر را بدین‌صورت تبیین نمود: «پوشش اپوکسی به دلیل خواص منحصربه‌فردی نظیر چسبندگی مناسب به سطح فلز و برخورداری از چگالی اتصالات عرضی بالا، خواص حفاظتی مناسبی در برابر محیط‌های خورنده از خود بروز می‌دهد. اما این پوشش در زمان بالای تماس با محیط خورنده نمی‌تواند خواص حفاظتی خود را حفظ کند. در این راستا، در این پژوهش از نانوذرات اکسید گرافن جهت ایجاد ساختار نانوکامپوزیتی و در نتیجه افزایش خواص حفاظتی پوشش ضدخوردگی پایه اپوکسی استفاده شده است.»
استفاده از پوشش نانوکامپوزیتی سنتز شده به‌منظور پوشش دهی تجهیزات در معرض محیط خورنده‌ی دریایی و پالایشگاهی می‌تواند موجب کاهش خسارات خوردگی و افزایش طول عمر تجهیزاتی نظیر خطوط انتقال شود. این موضوع کاهش هزینه‌های نگهداری و تعویض پوشش را نیز در پی خواهد داشت.
رمضان زاده در خصوص سازوکار عملکرد نانوذرات گرافنی در زمینه‌ی پوشش اپوکسی افزود: «اخیراً نانوذرات بر پایه‌ی اکسید گرافن به دلیل خواص منحصربه‌فرد مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است. سطح تماس بالا و نیز ضخامت نانومتری لایه‌های گرافنی، این ترکیب را به یک نانوذره منحصربه‌فرد تبدیل نموده است. اما یکی از محدودیت‌های استفاده از این ترکیب، عدم سازگاری و پایداری آن‌ها در اکثر حلال‌های آلی است که با اعمال عملیات اصلاح سطحی با ترکیبات آمینی این نقیصه برطرف می‌شود. بنابراین این نانوصفحات به دلیل سطح ویژه‌ی بسیار بالایشان می‌توانند از نفوذ عوامل خورنده به درون پوشش و رسیدن آن‌ها به فصل مشترک پوشش/فلز جلوگیری کنند و یا آن را به میزان بسیار زیادی به تعویق بیندازند که این موضوع افزایش طول عمر پوشش را به دنبال دارد.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر بهرام رمضان زاده کراتی و دکتر محمد مهدویان- اعضای هیأت علمی پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ و پوشش- سوگل نیرومند راد و آناهیتا احمدی- دانش‌آموختگان مقطع کارشناسی ارشد پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ و پوشش- و محمدحسن محسن زاده مقدم- دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر- است. نتایج این کار در مجله‌ی Corrosion science (جلد ۱۰۳، سال ۲۰۱۶، صفحات ۲۸۳ تا ۳۰۴) به چاپ رسیده است.
