| Корозията на металите е разрушителен процес, който води до огромни икономически загуби. Според Световната организация по корозия разходите за корозия се оценяват на над 1.8 трилиона долара в световен мащаб. Д-р Каран Танавала, изследовател в Изследователската академия IITB-Monash и член на Chemwatch екип, се надява да помогне за значително намаляване на този брой. Каран обяснява, че корозията на метални предмети е резултат от електрохимична реакция, протичаща на повърхността, включваща окисление на метала в присъствието на електролит и кислород. Полаганите усилия за предотвратяване на корозия са използването на алтернативен материал и дизайн на компонента и/или нанасяне на подходящо защитно покритие, в зависимост от вида на условията на околната среда и очаквания живот. От тях най-разпространеният и ефикасен подход за контролиране на корозията е прилагането на покрития на базата на органични полимери. Въпреки това, нанесени върху най-външния слой на тези структури, тези покрития са податливи на повреда на микро/нано ниво и драскотини по време на работа и обслужване. Този вид повреда е трудна за откриване, позволявайки процеса на корозия да се влоши и в крайна сметка да направи защитното покритие безполезно. Следователно, казва Каран, по-привлекателна концепция е да се проектират и разработват покрития, които имат способността да лекуват щетите, като по този начин поддържат защитните свойства. Капсулирането на ленено масло и тунгово масло в урея-формалдехидни черупки се извършва с помощта на техника на полимеризация на място. Оптимизирането на параметрите на процеса за получаване на микрокапсули беше извършено с помощта на изчислени количества масло и урея-формалдехид, които бяха подложени на образуване на сферични микрокапсули с размер 25-45 µm, които зависят от времето на реакция и скоростта на разбъркване. Така приготвените микрокапсули бяха анализирани с помощта на оптична микроскопия (OM), сканираща електронна микроскопия (SEM) и инфрачервена спектроскопия с преобразуване на Фурие (FT-IR), за осигуряване на капсулирането на масло в тънките обвивки на урея-формалдехид. Тънкослойни самовъзстановяващи се покрития с равномерна и бърза способност за самовъзстановяване бяха постигнати с микрокапсули при оптимизирана концентрация от 3 тегл.%. Антикорозионните характеристики бяха оценени с помощта на тест за потапяне и електрохимична импедансна спектроскопия (EIS). Обяснявайки по-нататък изследванията си, Каран заявява: „Разработването на самовъзстановяващи се покрития постави големи предизвикателства. Най-важният фактор беше да се постигне възпроизводимост на размера, формата и морфологията на подготвените микрокапсули, които, когато се добавят към покритието, осигуряват интелигентна лечебна функционалност. Оптимизирани са критичните параметри на процеса на синтез като скорост на разбъркване и време за реакция, което доминира при формирането на размера и формата на микрокапсулите. Освен това, компонентите на микрокапсулите са избрани въз основа на тяхната биосъвместимост и безопасен характер, което ги класифицира като зелени материали. Тези приготвени микрокапсули се диспергират в органичното покритие в различни концентрации. Тези покрития, импрегнирани с микрокапсули, след пълно втвърдяване, бяха индуцирани с изкуствено писало преди тест за корозия във физиологичен разтвор (подобен на морска вода) за оценка на ефективността на покритията. Ефектът от добавянето на микрокапсулите върху функцията за самолечение беше изследван с помощта на оптична микроскопия. Покритията бяха допълнително анализирани за механични и адхезионни свойства за използване като търговски промишлени покрития. Резултатите от самовъзстановяващите се покрития са сравними с контролните покрития (без микрокапсулите).“ Относно това, което мотивира Каран да съсредоточи изследванията си в тази област, той казва: „Самовъзстановяващите се композити притежават голям потенциал за решаване на много ограничения на полимерните покрития и структурните материали, а именно микропукнатини и скрити повреди. Повредите в покритието са предшественици на структурна повреда и способността за тяхното заздравяване ще позволи конструкции с по-дълъг живот и по-малко поддръжка. Самовъзстановяващите се покрития имитират естествения процес на оздравяване, подобно на заздравяването на увредена кожа. Следователно, самовъзстановяващите се покрития са много привлекателни, тъй като могат да осигурят дълготрайност на покритите компоненти дори след повреда в покритието поради химически или механични причини. Синтезът на микрокапсули и формулирането на самовъзстановяващи се покрития представляват големи предизвикателства. Размерът на микрокапсулите, формата и морфологията играят важна роля за осигуряване на активна функционалност на разкъсване и заздравяване. Оптимизирането на процеса за приготвяне на персонализирани микрокапсули дава чудесна възможност да се изпробват нови методи, често вълнуващи за изследователя. Каран е убеден, че този пробив в изследването на защитните покрития ще направи много за решаването на някои проблеми с корозията, пред които сме изправени при използването на традиционни полимерни покрития, което в крайна сметка ще осигури по-безопасни работни места и общности. |
