حماية الجرافين للآثار الأثرية

طلاء مع فيلم الكربون طبقة واحدة يحمي من التآكل والتآكل

يمكن أن تحمي طبقة الجرافين غير المرئية المصنوعات الأثرية القيمة مثل تابوت توت عنخ آمون المذهب. © معهد جريفيث / جامعة أكسفورد
قراءة بصوت عال

طبقة واقية غير مرئية: يمكن لجرافين "مادة معجزة" أن يحمي بشكل أفضل الاكتشافات الأثرية الثمينة وغيرها من الأشياء من التآكل والتآكل. حتى طبقة الجرافين أحادية الطبقة تكفي لصنع مواد مطلية بالذهب أو مطلية بالمعادن ضعف مقاومتها لنقاط الضغط والأضرار ، كما أظهرت التجارب. يمكن حفظ القطع الأثرية الفريدة من الاضمحلال.

إذا أراد أشخاص من ثقافات سابقة حماية أعمالهم الفنية من ويلات الزمن ، فإنهم عادة ما يغطونها بأبناء المعادن - من الذهب. طبقة رقيقة من الذهب تحمي المواد الأساسية من التآكل والأضرار ، كما يتضح من التابوت المذهب للفرعون المصري توت عنخ آمون ، أو أقنعة الموت المذهبة ، أو اللوحات المذهبة بالذهب من اليابان.

وقال كايهاو زهانج من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين وزملاؤه: "لقد بقيت التماثيل المصرية والصينية الرائعة المغلفة بأفلام معدنية تقل عن 200 نانومتر في هذه العملية قائمة منذ آلاف السنين".

"سلسلة ربط السور" مصنوعة من ذرات الكربون

ولكن بفضل الجرافين "عجب المواد الحديثة" ، يمكن تحسين هذا الطلاء. يتكون الجرافين من طبقة من ذرات الكربون المرتبطة ببعضها البعض على شكل أقراص عسلية شعرية سداسية. يمنح هذا الترتيب الذي يبدو أنه غير مميز خصائص الجرافين الميكانيكية والكهربائية الخاصة.

إذا كان الجرافين مناسبًا أيضًا لحماية الأعمال الفنية المطلية بالذهب والأشياء المطلية بالمعادن ، فقد حقق الباحثون الآن. في تجاربهم ، استخدموا بدلاً من أفلام البلاديوم المطلية بالطلاء الذهبي كمواد أولية. علاوة على ذلك ، قاموا بتبخير طبقة من الجرافين بسمك ذرة واحدة فقط بمساعدة عملية محسّنة. عرض

مثل سياج سلسلة السلسلة النانوية ، غطت طبقة الجرافين المعدن الأساسي. في وقت لاحق ، استخدم تشانغ وزملاؤه هذه المادة المركبة لإجراء اختبارات الإجهاد ، وتعريضهم لضغط انتقائي أحادي الجانب ، من بين أشياء أخرى.

حماية ضد الخدوش والتآكل

النتيجة: "حتى الطبقة الذرية من الجرافين في البلاديوم جعلتها ضعف مقاومة الخدوش ونقاط الضغط مثل الطلاء المصنوع بالكامل من المعدن" ، كما يقول زميل تشانغ ، سامح توفيق. "هذه المادة الجديدة تفتح إمكانيات جديدة ومثيرة لحماية حتى الهياكل الكبيرة من خلال الطلاء." لأن لتغطية الحلي المعدنية للمبنى بأكمله مع الجرافين ، سيكون الجرافين بحجم رأس الدبوس.

وفقا للعلماء ، تظهر نتائجهم أن طلاء الجرافين يمكن أن يكون حماية إضافية فعالة للأجسام المطلية بالمعادن. نتيجة لذلك ، يمكن حماية هياكل السفن أو المباني ، وكذلك الأجهزة الكهربائية أو المصنوعات الأثرية الثمينة أو المجوهرات من التآكل والضرر.

طلاء لطيف

إن طريقة ترسيب البخار التي قام بها تشانغ وفريقه بتحسينها تجعل من الممكن تغطية الأجسام الحساسة حتى بالجرافين ، أثناء الإبلاغ. لأن لترسيب البخار ، على الرغم من أن درجة حرارة تصل إلى حوالي 1100 درجة مطلوبة ، ولكن هذا لن يستمر سوى 30 ثانية. يقول تشانغ: "هذا قصير بدرجة كافية لمنع تدهور حرارة المادة مع الاستمرار في إنتاج جرافين عالي الجودة". (المواد الوظيفية المتقدمة ، 2018 ؛ دوي: 10.1002 / adfm.201804068)

(جامعة إلينوي كلية الهندسة ، 14.09.2018 - NPO)