| Korrosjon av metaller er en destruktiv prosess som fører til store økonomiske tap. Ifølge Verdens korrosjonsorganisasjon er kostnadene ved korrosjon anslått til å overstige 1.8 billioner dollar på verdensbasis. Dr Karan Thanawala, en forsker ved IITB-Monash Research Academy og medlem av Chemwatch team, håper å bidra til å få dette tallet betydelig ned. Karan forklarer at korrosjon av metalliske gjenstander er resultatet av en elektrokjemisk reaksjon som skjer på overflaten som involverer oksidasjon av metallet i nærvær av elektrolytt og oksygen. Innsatsen som gjøres for å forhindre korrosjon er bruk av alternativt materiale og utforming av komponent, og/eller påføring av et passende beskyttende belegg, avhengig av type miljøforhold og forventet levetid. Av disse er den vanligste og mest effektive tilnærmingen til å kontrollere korrosjon påføring av organiske polymerbaserte belegg. Imidlertid, påført på det ytterste laget av disse strukturene, er disse beleggene utsatt for skader på mikro-/nanonivå og riper under håndtering og service. Denne typen skade er vanskelig å oppdage, noe som gjør at korrosjonsprosessen kan forverres og til slutt gjøre det beskyttende belegget ubrukelig. Derfor, sier Karan, er det et mer attraktivt konsept å designe og utvikle belegg som har evnen til å helbrede skaden, og dermed opprettholde de beskyttende egenskapene. Innkapsling av linfrøolje og tungolje i urea-formaldehydskall ble utført ved bruk av in-situ polymeriseringsteknikk. Optimalisering av prosessparametere for fremstilling av mikrokapsler ble utført ved å bruke beregnede mengder olje og urea-formaldehyd, som ble utsatt for dannelse av sfæriske mikrokapsler på 25-45 µm størrelse, som avhenger av reaksjonstiden og rørehastigheten. Mikrokapslene fremstilt på denne måten ble analysert ved bruk av optisk mikroskopi (OM), skanningselektronmikroskopi (SEM) og Fourier transform infrarød spektroskopi (FT-IR), for å sikre innkapsling av olje i de tynne skallene av urea-formaldehyd. Tynnfilm selvhelbredende belegg med jevn og rask selvhelbredende evne ble oppnådd med mikrokapsler i en optimalisert konsentrasjon på 3 vekt%. Den anti-korrosive ytelsen ble evaluert ved bruk av nedsenkingstest og elektrokjemisk impedansspektroskopi (EIS). Karan forklarer videre forskningen sin, "Utvikling av selvhelbredende belegg ga store utfordringer. Den viktigste faktoren var å oppnå reproduserbarhet av størrelse, form og morfologi til preparerte mikrokapsler, som når de legges inn i belegget, leverer den smarte helbredende funksjonaliteten. De kritiske parametrene for synteseprosessen som rørehastighet og reaksjonstid ble optimalisert, noe som dominerer dannelsen av størrelse og form på mikrokapslene. I tillegg er komponentene i mikrokapslene valgt på grunnlag av deres biokompatibilitet og ikke-farlige natur, noe som klassifiserer dem som grønne materialer. Disse fremstilte mikrokapslene ble dispergert i det organiske belegget i varierende konsentrasjoner. Disse mikrokapselimpregnerte beleggene, etter fullstendig herding, ble indusert med en kunstig rips, før korrosjonstest i en saltløsning (ligner på sjøvann) for evaluering av ytelsen til beleggene. Effekten av tilsetning av mikrokapslene på den selvhelbredende funksjonaliteten ble undersøkt ved bruk av optisk mikroskopi. Beleggene ble videre analysert for mekaniske og adhesjonsegenskaper for bruk som kommersielle industrielle belegg. Resultatene av selvhelbredende belegg var sammenlignbare med kontrollbeleggene (uten mikrokapslene). På hva som motiverte Karan til å fokusere sin forskning på dette området, sier han: "Selvhelbredende kompositter har et stort potensial for å løse mange begrensninger ved polymerbelegg og strukturelle materialer, nemlig mikrosprekker og skjulte skader. Skader i belegget er forløperne til strukturell feil, og evnen til å helbrede dem vil muliggjøre strukturer med lengre levetid og mindre vedlikehold. Selvhelbredende belegg etterligner den naturlige helbredelsesprosessen, som ligner på helbredelse av skadet hud. Derfor er selvhelbredende belegg svært attraktive da de kan sikre holdbarheten til de belagte komponentene selv etter skade i belegget på grunn av kjemiske eller mekaniske årsaker. Syntesen av mikrokapsler og formulering av selvhelbredende belegg utgjør store utfordringer. Størrelsen på mikrokapslene, formen og morfologiene spiller en viktig rolle i å gi en aktiv funksjon for brudd og helbredelse. Å optimalisere prosessen for å lage skreddersydde mikrokapsler gir store muligheter til å prøve nye metoder, ofte spennende for en forsker." Karan er sikker på at dette gjennombruddet i forskningen på beskyttende belegg vil gjøre mye for å løse noen av korrosjonsproblemene vi står overfor ved bruk av tradisjonelle polymerbelegg, som til slutt vil sikre tryggere arbeidsplasser og lokalsamfunn. |
