Large-scale multilayer reduced graphene oxide coatings on metals - market study

金属上的大规模多层还原氧化石墨烯涂层 - 市场研究

基本信息

项目摘要

A major challenge in modern materials engineering is to make cost effective anticorrosive coatings. Reducedgraphene oxide (rGO) is a great candidate in this arena as it can be used in water lubricated coatings, offeringan environmentally safe replacement to oil lubrications in oil tankers and pipelines. Significant efforts focusedon developing methods to produce rGO thin-films through thermal, chemical or electrical treatments. However,the most common protocols for reducing graphene oxide (GO) to rGO rely on using toxic solvents, causingserious safety and environmental concerns. The growth of rGO directly on stainless steel for implantapplications has not been assessed. We recently developed a simple process for growing multilayer rGO filmson stainless steel (SS316L) surfaces using solution-phase molecular precursors of coronene. Coronene isbasically a small flake of graphene which can undergo dimerization by subsequent annealing. Our processconsists of drop casting a solution of coronene on SS316L, followed by thermal annealing under air andsubsequent cooling. Th rGO coating enhances the mechanical properties of SS316L for various applications.We also improved a number of factors such as good film uniformity and thickness control, minimization ofsolution consumption, large area deposition capability, and cost effectiveness. Our approach elucidates thestructure/function relationship in the rGO films, targeting corrosion-resistance properties that lead to durability,reliability, survivability and maintainability of rGO thin-films. The diverse applicability of our method makes itpromising and warrants market assessment. Such anticorrosive coatings are expected to have a significantimpact on the Canadian industry including manufacturing, automotive and submarine technologies.
现代材料工程的一个主要挑战是制造具有成本效益的防腐涂料。还原氧化石墨烯 (rGO) 是该领域的绝佳候选者,因为它可用于水润滑涂料,为油轮和管道中的油润滑提供对环境安全的替代品。重大努力集中在开发通过热、化学或电处理生产 rGO 薄膜的方法。然而,将氧化石墨烯 (GO) 还原为 rGO 的最常见方案依赖于使用有毒溶剂,导致严重的安全和环境问题。 rGO 直接在不锈钢上生长用于植入应用尚未进行评估。我们最近开发了一种简单的工艺,使用晕苯的溶液相分子前体在不锈钢 (SS316L) 表面上生长多层 rGO 薄膜。晕苯基本上是一小片石墨烯,可以通过随后的退火进行二聚化。我们的工艺包括在 SS316L 上滴铸晕苯溶液,然后在空气中进行热退火并随后冷却。 ThrGO 涂层增强了 SS316L 的机械性能,适合各种应用。我们还改进了许多因素,例如良好的薄膜均匀性和厚度控制、溶液消耗最小化、大面积沉积能力和成本效益。我们的方法阐明了 rGO 薄膜的结构/功能关系,以提高 rGO 薄膜的耐用性、可靠性、生存性和可维护性的耐腐蚀性能为目标。我们的方法的多样化适用性使其充满希望并值得市场评估。这种防腐涂料预计将对加拿大工业产生重大影响,包括制造业、汽车和潜艇技术。

项目成果

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