Chercheurs du Centre des matériaux carbonés multidimensionnels (CMCM), au sein de l'Institute for Basic Science (IBS) ont démontré que le revêtement de graphène protège le verre de la corrosion. Leurs recherches, Publié dans ACS Nano , peut contribuer à résoudre les problèmes liés à la corrosion du verre dans plusieurs industries.

Le verre a un degré élevé de résistance à la corrosion et aux produits chimiques. Pour cette raison, c'est le principal matériau d'emballage pour conserver les médicaments et les produits chimiques. Cependant, au fil du temps à une humidité et un pH élevés, certains types de verre se corrodent. Le verre corrodé perd sa transparence et sa résistance est réduite. Par conséquent, la corrosion du verre silicaté, la forme de verre la plus courante et la plus ancienne, par l'eau est un problème sérieux surtout pour le pharmaceutique, industries environnementales et optiques, et en particulier dans les climats chauds et humides.

Bien qu'il existe différents types de verre, les vitrages et conteneurs ordinaires sont en dioxyde de silicium (SiO2), l'oxyde de sodium (Na2O) avec des additifs mineurs. La corrosion du verre commence par l'adsorption d'eau sur la surface du verre. Les ions hydrogène de l'eau diffusent alors dans le verre et échangent avec les ions sodium présents à la surface du verre. Le pH de l'eau près de la surface du verre augmente, permettant à la structure de silicate de se dissoudre.

Les scientifiques ont cherché à enduire le verre pour le protéger des dommages. Un revêtement protecteur idéal doit être mince, transparent, et fournissent une bonne barrière de diffusion à l'attaque chimique. Le graphène avec son inertie chimique, minceur, et sa haute transparence le rend très prometteur en tant que matériau de revêtement. De plus, grâce à ses excellentes propriétés de barrière chimique, il empêche les atomes d'hélium de le traverser. L'utilisation du revêtement de graphène est explorée comme couche de protection pour d'autres matériaux nécessitant une résistance à la corrosion, oxydation, friction, infection bactérienne, un rayonnement électromagnétique, etc.

Les scientifiques d'IBS ont cultivé du graphène sur du cuivre en utilisant une technique précédemment inventée par le professeur Rodney S. Ruoff et ses collaborateurs, et transféré une ou deux couches de graphène d'épaisseur atomique sur les deux côtés de morceaux de verre rectangulaires. L'efficacité du revêtement de graphène a été évaluée par des tests d'immersion dans l'eau et en observant les différences entre le verre non revêtu et le verre revêtu. Après 120 jours d'immersion dans l'eau à 60°C, les échantillons de verre non revêtus avaient considérablement augmenté la rugosité de surface et les défauts, et réduit la résistance à la rupture. En revanche, les verres revêtus de graphène à couche simple et double n'avaient pratiquement aucun changement à la fois dans la résistance à la rupture et la rugosité de surface.

"Le but de l'étude était de déterminer si le graphène cultivé par dépôt chimique en phase vapeur sur des feuilles de cuivre, une méthode désormais établie, pourrait être transféré sur du verre, et protéger le verre de la corrosion. Notre étude montre que même une couche de graphène de l'épaisseur d'un atome fait l'affaire, " explique le Pr Ruoff, directeur de la CMCM et professeur à l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan (UNIST). "À l'avenir, lorsqu'il est possible de produire des feuilles de graphène plus grandes mais de meilleure qualité et d'optimiser le transfert sur verre, il semble raisonnablement probable que le revêtement de graphène sur du verre sera utilisé à l'échelle industrielle."