石墨烯是一種二維晶體，人們常見(jiàn)的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當(dāng)把石墨片剝成單層之后，這種只有一個(gè)碳原子厚度的單層就是石墨烯。前途也不可限量。其應(yīng)用方向：海洋防腐、金屬防腐、重防腐等領(lǐng)域。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年中國(guó)因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的1.4%左右。全世界每年由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失為7000億~10000億美元，約是臺(tái)風(fēng)、地震、水災(zāi)等其他自然災(zāi)害造成的損失總和的6倍。因此，對(duì)防腐蝕的研究引起了各國(guó)重視，也成為世界各國(guó)科學(xué)家的研究重點(diǎn)，其中防腐涂料的研究更是重中之重。石墨烯作為填料，能從物理防腐和電化學(xué)防腐兩個(gè)方面提升涂料的防腐性能，使新型的防腐涂料具有良好的韌性和耐腐蝕性、很強(qiáng)的附著力及很高的硬度。加入石墨烯的防腐涂料，在涂層上形成壁壘效應(yīng)起到隔離的作用，通過(guò)陰極保護(hù)，達(dá)到涂層腐蝕被鈍化的效果，從而使涂層的耐腐蝕性能得到顯著提升。

研究發(fā)現(xiàn)，以石墨烯為填料，填充到環(huán)氧樹(shù)脂/聚苯胺/聚氨酯（PU）等涂料中，可在很大程度上提升涂層的綜合防腐性能。與傳統(tǒng)的富鋅類防腐涂料相比，其性價(jià)比有所提升，每1t涂料可節(jié)省超過(guò)1000元。而重防腐涂料的底漆中含鋅量高達(dá)96%，采用石墨烯添加到重防腐涂料當(dāng)中，可以大幅降低鋅的使用量，并且形成大量的隔離層，阻止外界對(duì)基體材料的侵蝕，使重防腐涂料的防腐性能得到明顯提高。目前，中國(guó)重防腐涂料需求主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槭突?、橋梁、船舶、集裝箱等，中國(guó)重防腐涂料消費(fèi)量近180萬(wàn)t/a，占世界重防腐涂料總消費(fèi)量的40%以上。

那么，石墨烯防腐涂料是如何提高其防腐性能的呢？

1.石墨烯的片層結(jié)構(gòu)能夠有效抑制腐蝕介質(zhì)的浸潤(rùn)、滲透和擴(kuò)散，提高涂層的物理阻隔性。同時(shí)，由于其尺寸極其微小，可以用于填充涂層的縫隙，減少涂層孔隙率，增強(qiáng)涂層致密性，進(jìn)一步延緩或阻止腐蝕因子浸入到基體表面。

2.石墨烯的層與層之間可以自由滑動(dòng)，能夠有效地降低涂層內(nèi)部應(yīng)力，消耗斷裂能量，進(jìn)而提高涂層的柔韌性、抗沖擊性和耐磨性。

3.石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，其片層結(jié)構(gòu)亦能夠保證涂層間有較好的電化學(xué)接觸，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提供更佳的電化學(xué)保護(hù)。

4.通過(guò)納米級(jí)石墨烯的層層疊加、交錯(cuò)排列，構(gòu)成一道屏蔽阻隔，能夠延長(zhǎng)腐蝕介質(zhì)的滲透擴(kuò)散路徑，從而提高涂層的抗?jié)B透性和使用壽命。

石墨烯防腐涂料通過(guò)石墨烯的獨(dú)特性能，在涂層中形成“迷宮式”屏蔽結(jié)構(gòu)，從而提高其防腐性能。但請(qǐng)注意，這只是理論上的說(shuō)明，具體應(yīng)用中可能需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行配方和工藝的調(diào)整。