در مقاله‌ای که تیم تحقیقاتی دانشگاه کوماموتو به سرپرستی استادیار کازوتو هاتاکیاما و پروفسور شینتارو آیدا در نشریه Small منتشر کردند، جزئیات مربوط به ساخت یک لایه محافظ در برابر یون هیدروژن تشریح شده است. این لایه که به عنوان سد در برابر یون هیدروژن عمل می‌کند، از جنس اکسید گرافن (GO) بوده که بدون منافذ داخلی است. این نتایج بهبود قابل توجهی در پوشش‌های محافظ برای طیف وسیعی از کاربردها را امکان‌پذیر خواهد کرد.

از آنجایی که اکسید گرافن سابقه هدایت یونی قوی دارد، استفاده از آن به عنوان یک مانع یونی دشوار است. از سوی دیگر، محققان با از بین بردن منافذ داخلی، ماده‌ای با کیفیت بالا به عنوان سد یون هیدروژن تولید کردند.

داده‌های رسانایی پروتون از طیف‌سنجی امپدانس AC نشان می‌دهد که فیلم اکسید گرافن جدید تا ۱۰۰ هزار برابر بهتر از فیلم‌های استاندارد اکسید گرافن از نظر سد یون هیدروژن عمل می‌کند. این نوآوری در آزمایش‌های لایه اکسید گرافن غیر متخلخل تأیید شد که با موفقیت از فویل لیتیوم در برابر قطرات آب محافظت کرد و هرگونه تعامل بین این دو را متوقف کرد.

این مطالعه همچنین نشان داد که یون‌های هیدروژن از طریق منافذ اکسید گرافن معمولی عبور می‌کنند که این موضوع بر اهمیت بستن این منافذ برای بهبود خواص سدی اکسید گرافن تأکید می‌کند. توسعه این فناوری فرصت‌های جدیدی برای استفاده از پوشش‌های محافظ، زیرساخت‌های هیدروژنی و جلوگیری از زنگ‌زدگی فراهم می‌کند.

این مطالعه نشان‌دهنده پیشرفت بزرگی در زمینه علم مواد است و می‌تواند منجر به توسعه پوشش‌هایی با کیفیت محافظتی بهبود یافته در آینده شود.

هاتاکیما، استادیار دانشگاه کوماموتو می‌گوید: با حرکت رو به جلو، ما قصد داریم عملکرد سد یون هیدروژن را در اکسید گرافن برای کاربردهای صنعتی عملی کنیم، در حالی که چالش‌های مربوط به منافذ در ساختار اکسید گرافن را نیز برای پیاده‌سازی قابلیت‌های دیگر بررسی کنیم.