سازه‌های فولادی در مناطق ساحلی و دریایی، همواره در معرض عواملی قرار دارند که سرعت خوردگی و تخریب آنها را افزایش می‌دهد. رطوبت بالا، نمک موجود در هوا و تابش شدید فرابنفش می‌توانند به‌تدریج پوشش‌های محافظ را فرسوده کنند و زمینه تماس مستقیم عوامل خورنده با سطح فلز را فراهم آورند. این مسئله در پل‌های دریایی اهمیت بیشتری دارد؛ زیرا تعمیر و نگهداری چنین سازه‌هایی معمولاً دشوار و پرهزینه است و هرگونه کاهش دوام پوشش‌های محافظ می‌تواند هزینه‌های بهره‌برداری را افزایش دهد.
در همین راستا، فناوری پوشش ضدخوردگی تقویت‌شده با گرافن در مقیاس گسترده برای حفاظت از سازه‌های فولادی پل دریایی بندر شیانگشان (Xiangshan Port) در استان ژجیانگ چین به‌کار گرفته شده است. این پل حدود ۸.۲۸ کیلومتر طول دارد و بخشی از مسیر راه‌آهن حومه‌ای نینگبو-شیانگشان به شمار می‌رود. این خط ریلی، ارتباط سریع‌تری میان مرکز شهر نینگبو و مناطق ساحلی جنوبی آن فراهم می‌کند.
پوشش مورد استفاده در این پروژه توسط مؤسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو (NIMTE)، وابسته به آکادمی علوم چین، و یکی از شرکت‌های فناور شکل‌گرفته از دل این مؤسسه توسعه یافته است. هدف از طراحی این پوشش، افزایش دوام سازه‌های فولادی در برابر شرایط خورنده محیط دریایی و کاهش نیاز به تعمیرات دوره‌ای است.
گرافن به دلیل ساختار ویژه و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خود، در سال‌های اخیر به‌عنوان افزودنی بالقوه برای بهبود عملکرد پوشش‌های محافظ مورد توجه قرار گرفته است. این ماده از لایه‌ای بسیار نازک از اتم‌های کربن تشکیل شده که در آرایشی دوبعدی قرار گرفته‌اند. ساختار ورقه‌ای گرافن می‌تواند در صورت پراکندگی مناسب در پوشش، مسیر نفوذ عوامل خورنده را پیچیده‌تر کند. به این ترتیب، آب، اکسیژن و یون‌های مهاجم برای رسیدن به سطح فلز با مسیر دشوارتری روبه‌رو می‌شوند.
در پوشش‌های ضدخوردگی متداول، ایجاد یک لایه پیوسته و چسبنده روی سطح فلز، نقش اصلی را در جلوگیری از تماس آن با محیط خورنده ایفا می‌کند. با این حال، وجود منافذ ریز، ترک‌ها و نقص‌های ساختاری می‌تواند به نفوذ تدریجی رطوبت و مواد خورنده منجر شود. افزودن نانومواد ورقه‌ای مانند گرافن به فرمولاسیون پوشش، یکی از رویکردهایی است که برای کاهش این مسیرهای نفوذ و افزایش پایداری لایه محافظ دنبال می‌شود.
البته دستیابی به این عملکرد به نحوه توزیع گرافن در ماده پایه وابسته است. اگر ورقه‌های گرافنی به‌صورت یکنواخت در پوشش پراکنده نشوند یا تجمع پیدا کنند، ممکن است عملکرد مورد انتظار حاصل نشود. بنابراین، طراحی فرمولاسیون، سازگاری گرافن با رزین و کنترل کیفیت فرایند تولید، از عوامل مهم در عملکرد نهایی چنین پوشش‌هایی هستند.
بر اساس اطلاعات منتشرشده، پوشش توسعه‌یافته برای پل شیانگشان از ویژگی‌هایی مانند چسبندگی مناسب به سطح، عملکرد حفاظتی در برابر عوامل محیطی و مقاومت بالا در آزمون مه‌نمکی برخوردار است. آزمون مه‌نمکی یکی از روش‌های متداول ارزیابی مقاومت مواد و پوشش‌ها در برابر محیط‌های حاوی نمک است. در این آزمون، نمونه‌ها در معرض شرایط کنترل‌شده‌ای از پاشش محلول نمکی قرار می‌گیرند تا میزان پایداری آنها در برابر خوردگی بررسی شود.
یکی از مهم‌ترین ادعاهای مطرح‌شده درباره این فناوری، افزایش دوبرابری عمر مفید آن در مقایسه با پوشش‌های ضدخوردگی متداول است. در صورت تأیید این عملکرد در شرایط واقعی بهره‌برداری، چنین افزایشی می‌تواند فاصله زمانی میان عملیات بازسازی پوشش را بیشتر کند و هزینه‌های نگهداری سازه‌های بزرگ را کاهش دهد. این موضوع برای زیرساخت‌های دریایی اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا دسترسی به بخش‌های مختلف پل و اجرای عملیات تعمیراتی در محیط‌های ساحلی و روی آب، معمولاً به تجهیزات و برنامه‌ریزی پیچیده نیاز دارد.
به‌کارگیری این پوشش در پل شیانگشان، نخستین کاربرد گزارش‌شده آن در یک پروژه زیرساختی بزرگ نیست. طبق اعلام مؤسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو، این فناوری پیش‌تر در راه‌آهن سریع‌السیر جاکارتا-باندونگ در اندونزی و یک نیروگاه دوگانه‌سوز در کامبوج نیز مورد استفاده قرار گرفته است. این موارد نشان می‌دهد توسعه‌دهندگان فناوری در حال گسترش کاربرد آن در محیط‌هایی هستند که حفاظت از تجهیزات و سازه‌های فلزی در برابر عوامل خورنده اهمیت دارد.
پوشش‌های ضدخوردگی تقویت‌شده با گرافن می‌توانند در حوزه‌هایی مانند مهندسی دریایی، تجهیزات صنعتی پیشرفته و صنایع حمل‌ونقل نیز مورد توجه قرار گیرند. در این صنایع، افزایش دوام مواد و کاهش دفعات تعمیر و تعویض قطعات، علاوه بر کاهش هزینه‌ها، می‌تواند به افزایش پایداری عملکرد تجهیزات کمک کند. با این حال، میزان موفقیت فناوری در هر کاربرد به شرایط محیطی، نوع فلز پایه، ترکیب پوشش و کیفیت اجرای آن بستگی دارد.
پل دریایی شیانگشان بخشی از یکی از پروژه‌های توسعه حمل‌ونقل منطقه‌ای در چین است و به دلیل طول و موقعیت جغرافیایی خود، در معرض شرایط خاص محیط دریایی قرار دارد. استفاده از پوشش‌های گرافنی در چنین زیرساختی، نمونه‌ای از حرکت فناوری نانو از مرحله توسعه مواد به کاربرد در پروژه‌های عمرانی و صنعتی بزرگ است. در صورت تداوم عملکرد مطلوب این پوشش در طول بهره‌برداری، تجربه این پروژه می‌تواند اطلاعات ارزشمندی درباره دوام و کارایی پوشش‌های نانویی در شرایط واقعی محیطی فراهم کند.