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I ricercatori dell'Università di Manchester e di TWI hanno scoperto modi di utilizzare il grafene per prolungare la durata dei tubi utilizzati nell'industria petrolifera e del gas.
Pubblicato in Interfacce materiali avanzati , il team ha trovato un modo per incorporare il grafene in un rivestimento polimerico utilizzato nei tubi che trasportano petrolio greggio e gas dal fondo del mare.
I tubi sono generalmente realizzati con strati interni di polimero o composito e rinforzo esterno in acciaio. All'interno di questi tubi, i fluidi possono essere ad altissima pressione e temperatura elevata.
In situazioni in cui l'anidride carbonica (CO 2 ), acido solfidrico (H 2 S) e l'acqua permea attraverso lo strato protettivo di barriera del tubo, l'acciaio può corrodersi causando la perdita di resistenza del tubo nel tempo, portando a un rischio di fallimento catastrofico.
I ricercatori hanno scoperto che se il grafene veniva mescolato meccanicamente con la plastica, o se è stato applicato un singolo strato di grafene, i gas erano ancora in grado di passare.
Però, laminando un sottile strato di nanopiastrine di grafene in poliammide 11 (PA11), una plastica spesso utilizzata in questi rivestimenti, il team è stato in grado di produrre strutture che si comportano come barriere eccezionalmente buone.
Le strutture in laminato multistrato sono state testate a 60 o C e a pressioni fino a 400 volte la pressione atmosferica, e hanno dimostrato di ridurre la CO 2 permeazione di oltre il 90% rispetto alla sola PA11, mentre la permeazione di H 2 S può essere ridotto a livelli non rilevabili.
Il grafene è il primo materiale bidimensionale al mondo, flessibile, trasparente, più conduttivo del rame, ed è noto per bloccare il passaggio dell'elio, il gas più difficile da bloccare.
La corrosione costa all'industria petrolifera e del gas solo negli Stati Uniti 1,4 miliardi di dollari. Questa tecnologia ha il potenziale per prolungare la vita delle tubazioni sottomarine e quindi ridurre il tempo tra le riparazioni.
Professor Peter Budd, che ha guidato la squadra di Manchester, ha detto:"Il grafene ha molte proprietà sorprendenti, ma non è sempre facile realizzarli su larga scala. Il nostro lavoro rappresenta un passo importante per portare il grafene fuori dal laboratorio e nel mondo reale".
Dott. Paul Woollin, Direttore della ricerca, TWI, ha dichiarato:"Questa ricerca è un esempio di come TWI può lavorare efficacemente con le principali università mondiali attraverso il suo Innovation Network, e attingere alla nostra capacità di test all'avanguardia e agli esperti interni, per identificare soluzioni uniche e innovative ai problemi più impegnativi del settore.
Membrane in grafene come queste hanno il potenziale per aprire nuovi e vasti mercati e rivoluzionare innumerevoli processi industriali, come imballaggi per alimenti, filtrazione dell'acqua e separazione dei gas.
