Nowe nanocząstki fosforanu cynku w kształcie płatków mogą się okazać skuteczną bronią w walce z korozją stali. Dzięki swojej formie znacznie utrudniają one cząsteczkom gazu penetrację materiału.
Fot. kennymatic / Foter.com / CC BY 2.0
Konstrukcje stalowe, które stanowią szkielety budynków, mostów i statków, muszą być bardzo trwałe. Ich właściwości nie mogą z czasem ulegać pogorszeniu, stwarzając poważne zagrożenie dla ludzi – dlatego też niezawodna ochrona antykorozyjna jest w tym wypadku koniecznością.
Nanomur
Jednym ze sposobów walki z korozją jest zapobieganie penetracji materiału przez czynniki korozyjne ze środowiska – powietrza i wody. Aby uzyskać taki efekt, można zastosować barierę w postaci powłoki antykorozyjnej, na przykład warstw fosforanu cynku.
Badacze z INM – Leibniz Institute for New Materials – zaproponowali właśnie tego typu powłokę, której podstawą jest zupełnie nowy typ nanocząstek. Nie mają one kształtu sferoidalnego, jak stosowane obecnie, ale występują w formie płatków. Ich długość dziesięciokrotnie przekracza grubość, ta anizotropia zaś utrudnia penetrację materiału przez cząsteczki gazu.
Jak wyjaśnia Carsten Becker-Willinger, szef zespołu „Nanomerów” w INM, pierwsze testy powłoki wykazały, że nanocząstki-płatki układają się w niej w formie warstw, jedne na drugich, przez co powstaje struktura przypominająca zbudowany z cegieł mur. W ten sposób cząsteczki gazu mają utrudnione zadanie, ponieważ aby wniknąć w materiał mogą jedynie poruszać się w obrębie „pęknięć w murze” – muszą znaleźć drogę pomiędzy płatkami. Trwa to dużo dłużej niż w powłoce z nanocząstkami sferoidalnymi, toteż materiał jest bardziej odporny na korozję.
Skuteczność potwierdzona
W kolejnych badaniach naukowcy ocenili efektywność rozwiązania. Zanurzyli stalowe płytki w roztworach elektrolitu, w jednym przypadku z nanocząstkami sferoidalnymi, w drugim – z płatkami. Płytki w pierwszym roztworze wykazywały pierwsze oznaki korozji już po upływie pół dnia, podczas gdy te w roztworze z płatkami nawet po trzech dniach pozostawały w idealnym stanie.
Innowacyjne nanocząstki otrzymać można ze standardowych, dostępnych komercyjnie soli cynku, kwasu fosforowego oraz kwasu organicznego w roli środka kompleksującego. Im więcej środka kompleksującego dodano, tym bardziej anizotropowe były otrzymane nanocząstki.
Źródło: european-coatings.com
