东海之滨、千岛之城——舟山的金塘岛和册子岛上，两座全球最高的输电塔已经拔地而起。其中，位于金塘岛的高达380米的输电塔，穿上了由中科院宁波材料技术与工程研究所牵头研发的石墨烯“外衣”，能够有效避免海洋环境下高盐、高湿及高温的侵蚀。

　　昨天，这一国家973计划“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”项目结题验收会在宁波材料所召开。上海交通大学丁文江院士、大连理工大学蹇锡高院士、中科院宁波材料所薛群基院士等10余位专家组成的验收组对该项目进行了审查验收。

　　“钢铁巨兽”难挡海风腐蚀

　　比法国艾菲尔铁塔还高50米的舟山500千伏跨海输电塔，重7280吨，跨距2656米，管材最大直径2.3米。在高层施工时，甚至动员了直升机吊装。然而，这个庞然钢铁“怪兽”却抵挡不住海洋的“以柔克刚”。

　　由于舟山群岛地处亚热带南缘海洋大气环境，高盐雾、高湿热、强日照及台风，是输电塔不得不面对的挑战。尤其是高盐雾的环境，对输电塔的“钢筋铁骨”会造成致命的伤害。“我们曾经在南海做过实验。”中科院宁波材料所蒲吉斌说，“那里是中国海洋锈蚀环境最为恶劣的地区，不锈钢材料只需要短短6个月，其表面就会被完全锈蚀掉。”

　　比不锈钢好一些，输电塔这样暴露在光天化日之下的电力设备都会采取防腐蚀技术。“主要是镀锌。”蒲吉斌解释说，其原理是牺牲锌层，保护金属基体。经过镀锌防腐的输电塔，在城市环境中可以维持10年以上。然而，在海洋环境下，镀锌层却失去了原有的抵抗力，在两三年内就会被完全锈蚀。

　　腐蚀导致的直接后果就是缩短工程材料的使用寿命，甚至发生灾难性的事故。尤其对于新兴海洋工程、海岛工程等领域而言，腐蚀更是装备、设施安全性和服役寿命的重要影响因素之一，严重影响了我国重大工程和装备的可持续发展。如今的南海开发和“一带一路”基础设施建设也面临着严峻的腐蚀危机。

　　科学家们一直在寻找更为有效的办法来对抗海洋环境下的腐蚀。中科院宁波材料所给出的答案是石墨烯改性重防腐涂料。

　　石墨烯在防腐中大显身手

　　在国家973计划“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”项目推动下，宁波材料所薛群基院士和王立平研究员团队研制了石墨烯改性重防腐涂料。

　　石墨烯是一种由碳原子连接形成六角型呈蜂巢晶格的平面二维材料，近年来一直受到科研界、企业界甚至各国政府的重视。由于碳原子之间化学键的特性，石墨烯极为坚韧，可塑性良好，可以弯曲到很大角度而不断裂，其断裂强度比最好的钢还要高100倍。

　　石墨烯在可见光下透明但不透气，具有很好的阻隔性能，化学性质稳定。通过引入石墨烯，能够增强涂层的附着力、耐冲击等力学性能和对介质的屏蔽阻隔性能。尤其是能够显著提高海洋大气环境中服役涂层的抗腐蚀介质的渗透能力，在大幅降低涂膜厚度的同时，提高涂层的防腐寿命。

　　蒲吉斌介绍说，石墨烯防腐涂料在南海实验中表现出卓越的性能——海边日晒雨淋24个月依然“光彩熠熠”。该涂料还先后完成了沿海环境、湿热环境、大气污染环境、南方高山潮湿环境示范工程和规模应用，从而顺利进入国家电网招标采购序列。

　　目前，舟山380米输电塔防腐工程使用的石墨烯改性重防腐涂料已通过中国腐蚀与防护学会组织的成果鉴定，关键技术指标耐盐雾寿命超过9000小时，处于国际领先水平。这也是全球首次完成石墨烯改性重防腐涂料工程化全链条——材料开发、自然环境考核、工程示范乃至大规模生产和应用。此外，石墨烯改性重防腐涂料还将在甬台温沿海的一系列220千伏输电塔上大显身手。

　　“即使是从国际视野来看，我们材料所在石墨烯工程化应用上走在前沿的。”蒲吉斌不无骄傲地说。更可喜的是，目前此成果已经联合银亿集团实现了成果产业化，相关定型产品除了在输电铁塔上获得了规模应用以外，还在储油罐、配电网设施、桥梁工程、船舶、南海海洋设施等领域实现了规模应用。

　　（原文发布于2018年10月18日《上海科技报》头版）

　　【原文链接】http://www.duob.cn/cont/848/207185.html