澳大利亞水上休閑技術(shù)公司(Aquatic Leisure Technologies，ALT)最近推出了全球第一個(gè)石墨烯增強(qiáng)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(GFRP)游泳池。該公司表示，通過(guò)使用石墨烯改性樹(shù)脂與傳統(tǒng)GFRP制造結(jié)合起來(lái)得到的石墨烯納米技術(shù)游泳池比傳統(tǒng)GFRP水池更輕、更堅(jiān)固、更耐用。

2018年，ALT 與項(xiàng)目合作伙伴和西澳公司First Graphene(FG)接洽，后者是一家高性能石墨烯產(chǎn)品供應(yīng)商。在制造GFRP游泳池40多年后，ALT 一直在尋找更好的吸濕解決方案。雖然GFRP水池內(nèi)部有雙層膠衣層保護(hù)，但外部很容易受到來(lái)自周?chē)寥赖乃值挠绊憽irst Graphene復(fù)合材料商業(yè)經(jīng)理Neil Armstrong介紹：GFRP 系統(tǒng)容易吸收水分，因?yàn)樗鼈兒蟹磻?yīng)性基團(tuán)，可以通過(guò)水解與吸收的水反應(yīng)，導(dǎo)致水分進(jìn)入基體，并有可能發(fā)生滲透起泡。制造商采用各種策略來(lái)減少 GFRP 水池外部的水滲透，例如在層壓結(jié)構(gòu)中添加乙烯基酯阻隔層。然而，ALT希望有一個(gè)更堅(jiān)固的選擇，并可增加抗彎強(qiáng)度，以幫助其水池保持其形狀，并承受來(lái)自回填物的壓力以及靜水壓力或水動(dòng)力負(fù)載。

雖然 First Graphene公司幫助創(chuàng)造了用于海洋工業(yè)和水存儲(chǔ)系統(tǒng)的石墨烯填充GFRP層壓材料，但游泳池尚屬于新領(lǐng)域。為了確定泳池用PureGRAPH?石墨烯納米片粉末的理想配方，該公司進(jìn)行了彎曲強(qiáng)度和防水性測(cè)試。Armstrong介紹：我們嘗試了不同的等級(jí)和濃度，來(lái)確定最適合加入樹(shù)脂的混合物。幾個(gè)月內(nèi)，該公司證明，將少量 PureGRAPH與聚酯苯乙烯樹(shù)脂和短切玻璃纖維增強(qiáng)材料混合，生產(chǎn)出的 GFRP 重量更輕、強(qiáng)度提高 30%，并且更不易受水?dāng)U散的影響。石墨烯的加入使水?dāng)U散系數(shù)降低了10倍。

該公司的第一項(xiàng)任務(wù)是尋找能夠有效地將 PureGRAPH粉末摻入樹(shù)脂中的設(shè)備。ALT發(fā)明了一種正在申請(qǐng)專(zhuān)利的工藝，以減小石墨烯團(tuán)聚的尺寸，并將石墨烯均勻地分散在整個(gè)樹(shù)脂基體中。由于 COVID-19 影響，生產(chǎn)和運(yùn)輸延遲使其商業(yè)化推遲了近一年，因?yàn)樵摴拘枰却龑?zhuān)業(yè)混合設(shè)備到貨。在將該設(shè)備并入其生產(chǎn)線并為石墨烯粉末材料制定安全處理程序后，ALT 于 今年5 月推出了第一個(gè)石墨烯注入池。Armstrong介紹說(shuō)，對(duì)額外設(shè)備的需求以及不愿意處理粉末材料可能會(huì)給一些公司造成障礙。因此，F(xiàn)irst Graphene正在開(kāi)發(fā)一種液體 PureGRAPH 產(chǎn)品，并發(fā)布了一系列用于其他應(yīng)用的水性漿料。最終該公司希望樹(shù)脂制造商將 PureGRAPH 整合到解決方案中。

與此同時(shí)，ALT 董事總經(jīng)理 Lynley Papineau 對(duì)新的 GFRP 材料感到滿意，并指出通過(guò)將PureGRAPH應(yīng)用到游泳池系列產(chǎn)品中，標(biāo)志著預(yù)成型玻璃纖維復(fù)合材料游泳池進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，它可以具有更高的強(qiáng)度、耐用性、耐水性和耐化學(xué)性。

據(jù)悉，ALT計(jì)劃在澳大利亞、新西蘭和美國(guó)推廣其石墨烯納米技術(shù)水池。最初的幾年里，ALT 和First Graphene 將簽訂獨(dú)家供應(yīng)合同。隨著時(shí)間的推移，F(xiàn)irst Graphene預(yù)計(jì)石墨烯 GFRP 技術(shù)將應(yīng)用于休閑泳池行業(yè)以及海洋、水工程和運(yùn)動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)。

此外，目前其他的創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)包括石墨烯增強(qiáng)GFRP沖浪板和第一艘石墨烯增強(qiáng)型船(由澳大利亞珀斯的 Ascent Shipwrights 建造)正在進(jìn)行海上試驗(yàn)。