科学家利用石墨烯涂层防止管道遭到细菌腐蚀

据外媒报道，石墨烯是一种非常有用的材料，它由一层原子厚的碳原子连接而成，其已被证明可以防止钢铁生锈。很快，它也可以用来阻止细菌腐蚀金属管道。在污水处理厂等污水处理设施中，被称为硫酸盐还原菌的微生物经常会寄生在管道和其他设备的内部表面。

这些微生物以所谓的“生物膜”形式在管道清洁后的10天内形成然后继续以两种主要方式降解这些管道。

首先，微生物在呼吸时会从金属表面提取电子。然后，当细菌消耗水中的有机物时它们会产生腐蚀性的硫化氢。

虽然保护性聚合物涂层可以应用到管道内部，但当细菌消耗管道内的增塑剂时，这些涂层本身可能也会被降解。此外，随着时间的推移，这种涂层会变得脆弱并开裂、脱落并最终进入水流中。

考虑到这些限制，来自南达科他州矿业与技术研究学院的科学家Govind Chilkoor转而将石墨烯用作涂层材料。在实验室测试中，他发现即使是一层不到1纳米厚度的石墨烯也能有效防止硫酸盐还原菌附着在金属管道内表面。Chilkoor指出，石墨烯有着非常好的抗菌性，“它会引起氧化应激反应从而导致细菌死亡。”

此外，考虑到石墨烯是最强的人造材料之一，所以它应该比目前用于防护涂层的聚合物要耐用得多。此外，由于石墨烯具有良好的导热性，因此在热交换管道中使用时其性能应该会优于聚合物。