Malafide netwerk?

Van grafeen kun je de ultieme corrosiebestendige coating voor industriële toepassingen maken. Zelfs waterstoffluoride komt er niet doorheen, schrijven Rahul Nair en Sir Andre Geim in Nature Communications.

Hun verdienste is vooral dat de coating ook echt praktisch bruikbaar is. Dat grafeen extreem ondoorlatend is wisten we al, maar daarvoor moet het volledig vrij zijn van defecten. En dat lukt voorlopig alleen met hele kleine stukjes - een rol enkellaags grafeen-verpakkingsfolie is nog heel ver weg.

De auteurs laten die kleine stukjes eerst te laten reageren tot grafeenoxide, dus grafeen met hier en daar een zuurstofatoom op het oppervlak. Die suspendeer je in een oplosmiddel, en daar verf je je spullen mee. Nadat het oplosmiddel is verdampt zullen vele lagen overlappende grafeenoxidevelletjes overblijven. De kans is vrijwel nihil dat ergens een stukje ondergrond helemaal onbedekt blijft.

Eerder lieten Geim en Nair al zien dat een dergelijke coating strak tegen de ondergrond aantrekt en onder droge condities aardig sluit. De resterende ruimte tussen de laagjes werkt echter wel als nanocapillair: komt er water op, dan wordt dat naar binnen gezogen en kan daarbij ook andere kleine moleculen meesleuren.

De oplossing blijkt te zijn om het grafeenoxide voorzichtig chemisch te reduceren met ascorbinezuur of waterstofjodide. In feite verander je de losse laagjes hierdoor in één blok grafiet. De structuur zal verre van perfect zijn maar als je voldoende laagjes hebt die je op voldoende plekken chemisch aan elkaar bindt, komt er geen water meer doorheen. En niets anders ook.

Volgens de auteurs hecht de grafeenverf op zowat elke ondergrond: glas, metaal, kunststof en zelfs zand. Zelf hebben ze het trouwens niet over een coating maar over een 'barrier film', dus flexibel genoeg om vervormingen van die ondergrond te volgen, en dun genoeg om transparant te zijn.

Als toepassingen voorziet Nair gecoate plastic zakjes waarin geneesmiddelen langer goed blijven, maar ook corrosiewerende verf voor scheepsrompen.

bron: University of Manchester