هل يحمي الجرافين الأنابيب المعدنية من البكتيريا الذي يسبب التآكل؟

سوف نرى في المستقبل القريب استخدامًا واسع النطاق للجرافين كوسيلة لمنع البكتيريا الذي يسبب التآكل بالإلتصاق للوجه الداخلي للأنابيب المعدنية.

عمر مصطفى · الأربعاء 22‏/أبريل‏/2020

الجرافين هو مادة ديناميكية مصنوعة من صفيحة ذات سماكة ذرة واحدة من ذرات الكربون المرتبطة، كما أسنخدم سابقًا لمنع الفولاذ من الصدأ. ولكن في وقت قريب سترى أيضًا استخدامها لمنع الأنابيب المعدنية من التآكل من قبل البكتريا و ذلك وفقًا لدراسة نشرت في مجلة ACS Nano.

يمكن للجرافين أن يوقف التآكل الجرثومي للأنابيب المعدنية

داخل منشآت معالجة مياه الصرف الصحي، وفقًا لتقرير New Atlas، غالبًا ما تستعمر الميكروبات التي تسمى بـ "بكتيريا مختزلة للكبريت" أسطح الأنابيب الداخلية وغيرها من المعدات.

 

تأخذ المستعمرات البكتيرية شكل ما يسميه العلماء "الأغشية الحيوية" ، ويمكن أن تتطور في غضون 10 أيام فقط بعد تنظيف الأنابيب - وبعد ذلك تتحلل الأنابيب المعدنية إلى طرق أولية.

  • أولاً ، تزيل الميكروبات البكتيرية الإلكترونات من سطح المعدن أثناء تنفسها (أو تنفسها).
  • ثانيًا ، بينما تستهلك البكتيريا المواد العضوية من الماء ، فإنها تنتج كبريتيد الهيدروجين ، وهو مادة كيميائية مسببة للتآكل للأنابيب المعدنية.

التغلب على حدود البكتيريا في طلاء الأنبوب المعدني

بينما يمكن تطبيق طلاء البوليمر الواقي على الأجزاء الداخلية من الأنابيب المعدنية ، يمكن أن تتحلل هذه الطلاءات حيث تستهلك البكتيريا الملدنات الداخلية. بالإضافة إلى ذلك، قد تصبح هذه الطلاءات الواقية هشة بمرور الوقت، وتتشقق وتتساقط مباشرة من سطح الأنبوب.

 وبسبب هذه القيود، فكر جوفيند تشيلكور -عالم الأبحاث في كلية ساوث داكوتا للمناجم والتكنولوجيا- في استخدام الجرافين كطلاء أولي بديل. أثناء الاختبار المعملي، وجد تشيلكورأنه حتى طبقة واحدة من الجرافين - التي يقل سمكها عن 1 نانومتر - أنها كانت فعالة للغاية في منع البكتيريا من الالتصاق بالسطح الداخلي للأنابيب المعدنية.

قال تشيلكور ، وفق تقرير أطلس الجديد: "يمكن أن يكون الجرافين مضادًا للميكروبات جدًا". "يمكن أن يسبب الإجهاد التأكسدي وسوف تموت البكتيريا."