| การกัดกร่อนของโลหะเป็นกระบวนการทำลายล้างที่นำไปสู่ความสูญเสียทางเศรษฐกิจครั้งใหญ่ จากข้อมูลขององค์การการกัดกร่อนโลก (World Corrosion Organisation) ค่าใช้จ่ายของการกัดกร่อนคาดว่าจะสูงเกินกว่า 1.8 ล้านล้านเหรียญทั่วโลก นพ.การัณย์ ธันวาลานักวิชาการวิจัยที่ IITB-Monash Research Academy และเป็นสมาชิกของ Chemwatch ทีมหวังว่าจะช่วยลดจำนวนนี้ลงอย่างมาก Karan อธิบายว่าการกัดกร่อนของวัตถุที่เป็นโลหะเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่พื้นผิวซึ่งเกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันของโลหะต่อหน้าอิเล็กโทรไลต์และออกซิเจน ความพยายามในการป้องกันการกัดกร่อนคือการใช้วัสดุทางเลือกและการออกแบบส่วนประกอบ และ/หรือการใช้สารเคลือบป้องกันที่เหมาะสม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของสภาพแวดล้อมและอายุการใช้งานที่คาดไว้ วิธีการทั่วไปและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการควบคุมการกัดกร่อนคือการใช้สารเคลือบโพลีเมอร์อินทรีย์ อย่างไรก็ตาม เมื่อนำไปใช้กับชั้นนอกสุดของโครงสร้างเหล่านี้ สารเคลือบเหล่านี้อาจเกิดความเสียหายและเกิดรอยขีดข่วนในระดับไมโคร/นาโนได้ง่ายระหว่างการจัดการและการบริการ ความเสียหายประเภทนี้ตรวจจับได้ยาก ทำให้กระบวนการสึกกร่อนแย่ลงและทำให้การเคลือบป้องกันไร้ประโยชน์ในที่สุด ดังนั้น Karan กล่าวว่า การออกแบบและพัฒนาสารเคลือบผิวที่มีความสามารถในการสมานความเสียหายจึงเป็นแนวคิดที่น่าสนใจมากกว่า จึงยังคงรักษาคุณสมบัติในการป้องกันไว้ได้ การห่อหุ้มน้ำมันลินสีดและน้ำมันทังในเปลือกยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์ดำเนินการโดยใช้เทคนิคพอลิเมอไรเซชันในแหล่งกำเนิด การปรับพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสมสำหรับการเตรียมไมโครแคปซูลดำเนินการโดยใช้ปริมาณน้ำมันและยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์ที่คำนวณได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับการก่อตัวของไมโครแคปซูลทรงกลมขนาด 25-45 µm ซึ่งขึ้นอยู่กับเวลาในการทำปฏิกิริยาและความเร็วในการกวน ไมโครแคปซูลที่เตรียมขึ้นจึงถูกวิเคราะห์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (OM) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) และฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี (FT-IR) เพื่อให้แน่ใจว่ามีการห่อหุ้มน้ำมันในเปลือกบางของยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์ การเคลือบฟิล์มบางที่รักษาตัวเองได้เองด้วยความสามารถในการรักษาตัวเองที่สม่ำเสมอและรวดเร็วนั้นทำได้ด้วยไมโครแคปซูลที่ความเข้มข้นที่เหมาะสมที่สุดที่ 3 wt% ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนได้รับการประเมินโดยใช้การทดสอบการแช่และสเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าเคมี (EIS) Karan อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับงานวิจัยของเขาว่า “การพัฒนาสารเคลือบที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้นั้นเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือการบรรลุความสามารถในการทำซ้ำของขนาด รูปร่าง และสัณฐานวิทยาของไมโครแคปซูลที่เตรียมไว้ ซึ่งเมื่อเพิ่มเข้าไปในสารเคลือบผิว จะให้ฟังก์ชันการรักษาที่ชาญฉลาด พารามิเตอร์ที่สำคัญของกระบวนการสังเคราะห์ เช่น ความเร็วในการกวนและเวลาในการเกิดปฏิกิริยาได้รับการปรับให้เหมาะสม ซึ่งมีอิทธิพลเหนือการก่อตัวของขนาดและรูปร่างของไมโครแคปซูล นอกจากนี้ ส่วนประกอบของไมโครแคปซูลยังได้รับการคัดเลือกตามความเข้ากันได้ทางชีวภาพและธรรมชาติที่ไม่เป็นอันตราย ซึ่งจัดประเภทเป็นวัสดุสีเขียว ไมโครแคปซูลที่เตรียมเหล่านี้ถูกกระจายไปในการเคลือบสารอินทรีย์ในความเข้มข้นที่แตกต่างกัน สารเคลือบที่เคลือบด้วยไมโครแคปซูลเหล่านี้ หลังจากการบ่มสมบูรณ์แล้ว ถูกนำไปกระตุ้นด้วยอาลักษณ์เทียม ก่อนทำการทดสอบการกัดกร่อนในสารละลายน้ำเกลือ (คล้ายกับน้ำทะเล) เพื่อประเมินประสิทธิภาพของสารเคลือบ ผลของการเติมไมโครแคปซูลต่อฟังก์ชันการรักษาตัวเองถูกตรวจสอบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง สารเคลือบได้รับการวิเคราะห์เพิ่มเติมสำหรับคุณสมบัติเชิงกลและการยึดเกาะเพื่อใช้เป็นสารเคลือบอุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์ ผลลัพธ์ของการเคลือบที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้เทียบได้กับการเคลือบควบคุม (ไม่มีไมโครแคปซูล)” เขากล่าวว่าอะไรเป็นแรงบันดาลใจให้ Karan มุ่งเน้นการวิจัยในด้านนี้ “วัสดุคอมโพสิตที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้นั้นมีศักยภาพที่ดีในการแก้ปัญหาข้อจำกัดหลายประการของการเคลือบโพลีเมอร์และวัสดุโครงสร้าง เช่น รอยร้าวขนาดเล็ก และความเสียหายที่ซ่อนอยู่ ความเสียหายในชั้นเคลือบเป็นปัจจัยต้นของความล้มเหลวของโครงสร้าง และความสามารถในการซ่อมแซมจะทำให้โครงสร้างมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและการบำรุงรักษาน้อยลง สารเคลือบที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้เลียนแบบกระบวนการสมานแผลตามธรรมชาติ คล้ายกับการรักษาผิวที่ถูกทำลาย ดังนั้นการเคลือบที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้จึงมีความน่าสนใจอย่างมากเนื่องจากสามารถรับประกันความทนทานของส่วนประกอบที่เคลือบได้แม้หลังจากได้รับความเสียหายในการเคลือบเนื่องจากเหตุผลทางเคมีหรือทางกล การสังเคราะห์ไมโครแคปซูลและการสร้างสารเคลือบที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้นั้นเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ ขนาดของไมโครแคปซูล รูปร่าง และลักษณะทางสัณฐานวิทยามีบทบาทสำคัญในการให้การทำงานแบบแอคทีฟในการแตกและการรักษา การปรับกระบวนการให้เหมาะสมเพื่อเตรียมไมโครแคปซูลที่ปรับให้เหมาะสมนั้นช่วยให้มีโอกาสที่ดีในการลองวิธีการใหม่ๆ ซึ่งมักจะน่าตื่นเต้นสำหรับนักวิจัย” Karan มั่นใจว่าความก้าวหน้าในการวิจัยการเคลือบป้องกันจะช่วยแก้ปัญหาการกัดกร่อนที่เราเผชิญเมื่อใช้การเคลือบโพลีเมอร์แบบดั้งเดิมได้อย่างมาก ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยให้สถานที่ทำงานและชุมชนปลอดภัยยิ่งขึ้น |
