近日，位於浙江舟山的一座跨海輸電高塔，完成了最後的噴塗工作，並吊裝完成了安裝，這座塔高380米（比法國艾菲爾鐵塔還高50米），重7280噸，跨距2656米，是名副其實的「世界最高輸電鐵塔」。

不過這座安家在海島上的鐵塔卻面臨來自熱帶海洋環境下高鹽、高濕及高溫的侵襲。為減緩電力設施的鏽蝕，保證電力設備內部結構不受破壞，延長輸電鐵塔壽命，這座高塔特別使用了石墨烯改性重防腐塗料。

可別小看這一層薄薄的塗料，它可是能將高塔的防護壽命提高6年以上，具有耐老化和耐鹽霧性強等特點。這相當於給高塔穿上了一身防腐「鎧甲」。

（圖片來源：央廣網）

腐蝕到底有多可怕？

也許你會說，不就是防腐嗎？小小的腐蝕，有那麼可怕嗎？

你別說，還真有！先來看一組數據吧，國際公認腐蝕對每一國家造成的損失高達國內生產總值（GDP）的 3%～5%。據美國腐蝕工程師協會（NACE）統計，全球腐蝕成本估算為2.5萬億美元。

在我國，特別是近20年來我國國民經濟生產總值高速增長，經濟結構和管理模式巨變，各行業的腐蝕事故明顯增加。2014 年，我國各行業腐蝕總成本約佔國內生產總值（GDP）的 3.34%，總額超過2萬1千億元人民幣，相當於每個中國人當年承擔1555多元的腐蝕成本。

（圖片來源：《腐蝕防護之友》）

在工程上，腐蝕導致的直接後果就是縮短工程材料的使用壽命和災難性的事故，不但造成嚴重的人員傷亡，而且帶來巨大的經濟損失；在環境安全方面，腐蝕產物或由腐蝕引發的化學物質的泄漏可能嚴重污染水資源、大氣和土壤資源；在日常生活中，腐蝕問題時有發生，不僅影響物質的美觀和使用，同時也會對人體健康和出行安全等造成嚴重威脅。

尤其對於新興海洋工程、海島工程等領域而言，腐蝕更是裝備、設施安全性和服役壽命的重要影響因素之一，嚴重影響了我國重大工程和裝備的可持續發展。

石墨烯塗料是個啥？

腐蝕造成的危害如此之大，人們當然也一直在探索控制腐蝕的方法，其中一種就是使用重防腐塗料，以減小腐蝕破壞，保障苛刻腐蝕環境下裝備和設施可靠性和服役壽命。中科院寧波材料所薛群基院士和王立平研究員團隊就以「石墨烯」為材料研製了重防腐塗料。

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化連接形成六角型呈蜂巢晶格的平面二維材料，近年來一直受到科研界、企業界甚至各國政府的重視。由於碳原子之間化學鍵的特性，石墨烯極為堅韌，可塑性良好，可以彎曲到很大角度而不斷裂，其楊氏模量約為1100 GPa，斷裂強度為130 GPa，比最好的鋼還要高100倍。

並且，石墨烯在可見光下透明但不透氣，具有很好的阻隔性能，化學性質穩定。通過引入石墨烯能夠增強塗層的附著力、耐衝擊等力學性能和對介質的屏蔽阻隔性能，尤其是能夠顯著提高熱帶海洋大氣環境中服役塗層的抗腐蝕介質（水，氯離子，氧氣等）的滲透能力，在大幅降低塗膜厚度的同時，提高塗層的防腐壽命。

電鏡下的石墨烯 圖片來源：Lawrence Berkley National Laboratory

此次380m世界第一高輸電鐵塔所使用的防腐「鎧甲」便是由中科院寧波材料所薛群基院士和王立平研究員團隊研發的新型石墨烯改性重防腐塗料。

據了解，該團隊歷時多年的攻關所開發的新型石墨烯改性重防腐塗料，已通過中國腐蝕與防護學會組織的成果鑒定，關鍵技術指標耐鹽霧壽命超過6000小時，處於國際領先水平，而這也是全球首次完成石墨烯改性重防腐塗料工程化全鏈條，囊括材料開發、自然環境考核、工程示範乃至大規模生產和應用。

更令人欣喜的是，目前該項目已經聯合銀億集團實現了成果產業化，相關定型產品除了在輸電鐵塔上獲得了規模應用以外，還在儲油罐、電網設施、橋樑工程、船舶、南海海洋設施等領域實現了規模應用。

作者：蒲吉斌 盧光明

來源：中國科學院寧波材料技術與工程研究所

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