گرافین چه تاثیری خوردگی باکتریایی لوله‌ها دارد؟

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، گرافین ماده بسیار مفیدی است که از یک ورق ضخیم تک اتمی از اتم های کربن تشکیل یافته است. پیشتر پژوهشگران دریافته بودند که این ماده باعث جلوگیری از زنگ زدن فولاد می شود. حال پژوهشگران آمریکای مدعی شده اند از گرافین میتوان برای جلوگیری از خوردگی باکتریایی لوله ها نیز استفاده کرد.

در تصفیه خانه ها مثل تأسیسات تصفیه فاضلاب، میکروب هایی که بعنوان باکتری های کاهش دهنده سولفات شناخته میشوند ، غالباً سطح داخلی لوله ها و دیگر تجهیزات را پر می کنند. باتوجه به موضوع "زیست لایه" (biofilms) باکتری ها میتوانند در مدت زمان ۱۰ روز بعد از تمیز کردن لوله ها داخل آن ها رشد کنند و لوله ها را طی دو فرآیند تخریب کنند.

اول، میکروب ها هنگام نفس کشیدن، الکترون ها را از سطح فلز استخراج می کنند و در مرحله بعد نیز باکتری ها مواد آلی موجود در آب را مصرف می کنند و سولفید هیدروژن خورنده تولید می کنند.

سولفید هیدروژن (Hydrogen sulfide) گازی بیرنگ، سمی و آتشگیر است که بوی آن شبیه به بوی تخم مرغ فاسد است.

و در حالیکه میتوان از پوشش های پلیمری محافظ در درون لوله ها استفاده کرد، امکان دارد این مواد به علت باکتری های روان کننده موجود در آن ها از بین بروند. علاوه‌براین، چنین پوشش هایی میتوانند با گذشت زمان شکننده شوند و ترک خورده و پوسه پوسه شوند و وارد جریان آب شوند.

با چنین محدودیت هایی، "گوویند چیلکور" (Govind Chilkoor) پژوهشگر آمریکایی تصمیم گرفت از گرافین بعنوان یک پوشش استفاده کند. در آزمایشات آزمایشگاهی وی دریافت حتی یک لایه از گرافین که ضخامت آن کم تر از یک نانومتر است میتواند با کاهش باکتری های تولید کننده سولفید هیدروژن از خوردگی آن ها جلوگیری کند.

گوویند چیلکور خاطرنشان کرد: گرافین دارای خاصیت ضد میکروبی بسياري است. گرافین میتواند "استرس اکسیداتیو" (Oxidative stress) به وجود آورد و توسط آن باکتری ها را از بین ببرد.

"استرس اکسیداتیو" (Oxidative stress) بازتاب دهنده عدم تعادل میان تظاهرات سیستماتیک"  گونه های فعال (واکنش پذیر) اکسیژن" (ROS) و توانایی یک سیستم زیستی در خنثاسازی و مهار میانجی های سمی آن یا ترمیم آسیب های وارده است.

علاوه بر این، از آنجا که گرافین یکی از قدرتمند ترین مواد ساخت بشر است، باید بسیار با دوام تر از پلیمرهایی باشد که اکنون در پوشش های محافظ مورد استفاده قرار می گیرند برای این که گرافین از نظر حرارتی بسیار رسانا است و هنگام استفاده در لوله های مبدل حرارتی، بهتر از پلیمرها عمل می کند.