Ricercatori del Center for Multidimensional Carbon Materials (CMCM), all'interno dell'Institute for Basic Science (IBS) hanno dimostrato che il rivestimento in grafene protegge il vetro dalla corrosione. La loro ricerca, pubblicato in ACS Nano , può contribuire a risolvere i problemi legati alla corrosione del vetro in diversi settori.

Il vetro ha un alto grado sia di corrosione che di resistenza chimica. Per questo motivo è il materiale di imballaggio primario per conservare medicinali e prodotti chimici. Però, nel tempo ad alta umidità e pH, alcuni tipi di vetro si corrodono. Il vetro corroso perde la sua trasparenza e la sua resistenza si riduce. Di conseguenza, la corrosione del vetro silicato, la forma di vetro più comune e antica, dall'acqua è un problema serio soprattutto per il settore farmaceutico, industrie ambientali e ottiche, ed in particolare nei climi caldi e umidi.

Sebbene esistano diversi tipi di vetro, vetri e contenitori ordinari sono realizzati in biossido di silicio (SiO2), ossido di sodio (Na2O) insieme ad additivi minori. La corrosione del vetro inizia con l'assorbimento di acqua sulla superficie del vetro. Gli ioni idrogeno dell'acqua si diffondono quindi nel vetro e si scambiano con gli ioni sodio presenti sulla superficie del vetro. Il pH dell'acqua vicino alla superficie del vetro aumenta, permettendo alla struttura dei silicati di dissolversi.

Gli scienziati hanno studiato come rivestire il vetro per proteggerlo dai danni. Un rivestimento protettivo ideale dovrebbe essere sottile, trasparente, e forniscono una buona barriera di diffusione all'attacco chimico. Il grafene con la sua inerzia chimica, magrezza, e l'elevata trasparenza lo rendono molto promettente come materiale di rivestimento. Inoltre, grazie alle sue eccellenti proprietà di barriera chimica impedisce agli atomi di elio di penetrare attraverso di essa. L'uso del rivestimento in grafene viene esplorato come strato protettivo per altri materiali che richiedono resistenza alla corrosione, ossidazione, attrito, infezione batterica, radiazioni elettromagnetiche, eccetera.

Gli scienziati dell'IBS hanno coltivato grafene su rame utilizzando una tecnica precedentemente inventata dal Prof. Rodney S. Ruoff e collaboratori, e trasferito uno o due strati di grafene dello spessore di un atomo su entrambi i lati di pezzi di vetro rettangolari. L'efficacia del rivestimento in grafene è stata valutata mediante test di immersione in acqua e osservando le differenze tra vetro non rivestito e rivestito. Dopo 120 giorni di immersione in acqua a 60°C, i campioni di vetro non rivestito erano significativamente aumentati in termini di rugosità e difetti superficiali, e ridotta resistenza alla frattura. In contrasto, entrambi i vetri rivestiti di grafene a strato singolo e doppio non hanno avuto sostanzialmente alcun cambiamento sia nella resistenza alla frattura che nella rugosità superficiale.

"Lo scopo dello studio era determinare se il grafene cresciuto mediante deposizione chimica da vapore su fogli di rame, un metodo ormai consolidato, potrebbe essere trasferito su vetro, e proteggere il vetro dalla corrosione. Il nostro studio mostra che anche uno strato di grafene dello spessore di un atomo funziona, " spiega il prof. Ruoff, direttore del CMCM e professore all'Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST). "Nel futuro, quando è possibile produrre lastre di grafene più grandi e tuttavia di qualità superiore e ottimizzare il trasferimento su vetro, sembra ragionevolmente probabile che il rivestimento in grafene su vetro verrà utilizzato su scala industriale".