Použití nanomateriálů pro ochranu kovů před korozí není nový nápad, zpravidla se používá vrstva na bázi grafenu. Nyní výzkumníci z Queenslandské univerzity vyvinuli chytrý samoopravný nátěr, který by mohl výrazně prodloužit ochranu kovových součástí a výrobků za pomoci speciální látky, která zpomaluje nebo zastavuje korozi, tzv inhibitorem koroze.
Nápad je postaven na inhibitoru koroze v podobě benzotriazolu (BTA), který je uchováván uvnitř kapsičky s rozměry na úrovni nanometrů. Ta vznikne při smíchání s polyuretanem na vodní bázi, kdy si práškové částice za běžných podmínek svůj obsah z velké části uchovávají, ale uvolňují ho mnohem více, když se změní kyselost okolí.
Tyto částice BTA uzavřené do složité nanostruktury po přidání do polyuretanových nátěrů tak vytváří kompozit vyznačující se mimořádnou citlivostí na změny kyselosti.
Ukázka samoregeneračního nerezavějícího povlaku
Podle tvůrců se vzniklé nanokontejnery skládají z několika vrstev, z nichž každá plní jinou funkci. Jejich jádro tvoří drobné struktury schopné zachytit hydrofobní molekuly, jako je například BTA.
Vědci obalili tato jádra naplněná BTA porézní kovově-organickou strukturou označovanou jako ZIF-8 a následně přidali vnější obal z oxidu křemičitého.
Prodloužená ochrana kovů
Výsledný nátěr dosáhl při elektrochemických testech vypočítané rychlosti koroze pouhých 0,0000372 milimetru (37 nm) za rok. To by mělo mít potenciál zpomalit rezivost více než 600krát ve srovnání se stávajícími vysoce efektivními nátěry, které uvádějí schopnost omezit roční korozi na 0,025 mm.
Při testech vědci záměrně poškrábali ocel s nátěrem a po 14 dnech ve slané vodě nezjistili u nejúčinnějšího složení žádné zjevné projevy koroze v okolí poškození.
„Všechny antikorozní povlaky se časem nevyhnutelně opotřebovávají, tomu se nedá zabránit,“ uvedl dr. Asep Nugraha z Australského institutu pro bioinženýrství a nanotechnologie (AIBN) při Univerzitě v Queenslandu (UQ).
Obrovský potenciál i riziko nanotechnologií. Mají nečekané vlastnosti, říká vědkyně |
„Vytvořili jsme bariéru, která neustále sleduje, zda není něco v nepořádku, a dokáže tak sama opravit jakékoli oděrky a praskliny, čímž výrazně prodlužuje dobu trvání ochrany,“ dodal.
Tato práce směřuje k vývoji nátěrů, které kombinují fyzickou bariéru s aktivní reakcí v případě, že začne vznikat koroze.
Dr. Nugraha uvedl, že se chystají pilotní testy tohoto inteligentního povlaku s cílem uvést na trh komerční produkt během příštích 5 let.
„Nejedná se o povlak, který vydrží věčně, ale povlaky obsahující naši technologii budou mít výrazně delší životnost, což znamená mnohem méně údržby a mnohem delší intervaly mezi jednotlivými aplikacemi,“ uzavírá výzkumník.
