近日消息，英国曼彻斯特大学和TWI的研究人员已经发现了使用石墨烯延长石油和天然气输送管道寿命的方法。该团队已经找到了一种将石墨烯纳入聚合物衬里的方法，该聚合物衬里用于从海底输送原油和天然气的管道。该研究成果发表在了近期的《Advanced Materials Interfaces》杂志上。

    海底的输油和输气管道通常由聚合物或复合材料的内层材料和强化钢制造的外层制成。 在这些管道内，流体可能处于非常高的压力和升高的温度。在二氧化碳（CO2），硫化氢（H2S）和水渗透通过管道的保护性阻挡层的情况下，钢材可能腐蚀，导致管道会逐渐失去强度，产生导致灾难性故障的风险。

    研究人员发现，如果将石墨烯与塑料机械混合，或者如果使用单层石墨烯，气体分子仍然能够通过。然而，通过将一层薄薄的石墨烯纳米片和聚酰胺11（PA11，通常在石油输油管道内衬里中使用的塑料）材料叠压在一起，可以制造出一种效果特别好的阻隔结构，可以阻止气体分子渗透。将该多层层压结构在60℃和高达400倍大气压下进行测试，与单独的PA11相比，结果显示CO2渗透率降低了90％以上，而H2S的渗透率可降低到不可检出的水平。

    石墨烯是世界上第一种二维材料，柔韧、透明、比铜导电性更好，并且可以阻隔氦气这种很难阻挡其渗透的气体的通过。据统计，每年仅美国石油和天然气行业输送管道的腐蚀成本就高达14亿美元。 该技术有可能延长输送管道的使用寿命，从而缩短维修间隔时间，降低成本。

    该项研究的带头人，曼彻斯特大学高分子系教授Peter Budd说：石墨烯具有许多令人惊叹的特性，但要实现它们并不总是很容易。 我们的工作是将石墨烯带出实验室并进入现实世界的重要一步。

    TWI研究总监Paul Woollin博士说：“这项研究是TWI如何通过其创新网络与世界领先大学有效合作，并利用我们最前沿的测试能力和内部专家来确定独特性和 解决行业最具挑战性问题的新颖解决方案。像这样的石墨烯膜有可能开辟广阔的新市场，并彻底改变无数的工业过程，如食品包装，水过滤和气体分离。

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责任编辑：王元

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