近日消息，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)和TWI的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了使用石墨烯延長(zhǎng)石油和天然氣輸送管道壽命的方法。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到了一種將石墨烯納入聚合物襯里的方法，該聚合物襯里用于從海底輸送原油和天然氣的管道。該研究成果發(fā)表在了近期的《Advanced Materials Interfaces》雜志上。

    海底的輸油和輸氣管道通常由聚合物或復(fù)合材料的內(nèi)層材料和強(qiáng)化鋼制造的外層制成。 在這些管道內(nèi)，流體可能處于非常高的壓力和升高的溫度。在二氧化碳（CO2），硫化氫（H2S）和水滲透通過(guò)管道的保護(hù)性阻擋層的情況下，鋼材可能腐蝕，導(dǎo)致管道會(huì)逐漸失去強(qiáng)度，產(chǎn)生導(dǎo)致災(zāi)難性故障的風(fēng)險(xiǎn)。

    研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將石墨烯與塑料機(jī)械混合，或者如果使用單層石墨烯，氣體分子仍然能夠通過(guò)。然而，通過(guò)將一層薄薄的石墨烯納米片和聚酰胺11（PA11，通常在石油輸油管道內(nèi)襯里中使用的塑料）材料疊壓在一起，可以制造出一種效果特別好的阻隔結(jié)構(gòu)，可以阻止氣體分子滲透。將該多層層壓結(jié)構(gòu)在60℃和高達(dá)400倍大氣壓下進(jìn)行測(cè)試，與單獨(dú)的PA11相比，結(jié)果顯示CO2滲透率降低了90％以上，而H2S的滲透率可降低到不可檢出的水平。

    石墨烯是世界上第一種二維材料，柔韌、透明、比銅導(dǎo)電性更好，并且可以阻隔氦氣這種很難阻擋其滲透的氣體的通過(guò)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年僅美國(guó)石油和天然氣行業(yè)輸送管道的腐蝕成本就高達(dá)14億美元。 該技術(shù)有可能延長(zhǎng)輸送管道的使用壽命，從而縮短維修間隔時(shí)間，降低成本。

    該項(xiàng)研究的帶頭人，曼徹斯特大學(xué)高分子系教授Peter Budd說(shuō)：石墨烯具有許多令人驚嘆的特性，但要實(shí)現(xiàn)它們并不總是很容易。 我們的工作是將石墨烯帶出實(shí)驗(yàn)室并進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界的重要一步。

    TWI研究總監(jiān)Paul Woollin博士說(shuō)：“這項(xiàng)研究是TWI如何通過(guò)其創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)與世界領(lǐng)先大學(xué)有效合作，并利用我們最前沿的測(cè)試能力和內(nèi)部專家來(lái)確定獨(dú)特性和 解決行業(yè)最具挑戰(zhàn)性問(wèn)題的新穎解決方案。像這樣的石墨烯膜有可能開(kāi)辟?gòu)V闊的新市場(chǎng)，并徹底改變無(wú)數(shù)的工業(yè)過(guò)程，如食品包裝，水過(guò)濾和氣體分離。

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