| Metallerin korozyonu, büyük ekonomik kayıplara yol açan yıkıcı bir süreçtir. Dünya Korozyon Örgütü'ne göre, korozyon maliyetlerinin dünya çapında 1.8 trilyon doları aştığı tahmin ediliyor. Doktor Karan Thanawala, IITB-Monash Araştırma Akademisi'nde araştırma görevlisi ve Chemwatch ekibi, bu sayıyı önemli ölçüde düşürmeye yardımcı olmayı umuyor. Karan, metalik nesnelerin korozyonunun, elektrolit ve oksijen varlığında metalin oksidasyonunu içeren yüzeyde meydana gelen bir elektrokimyasal reaksiyonun sonucu olduğunu açıklıyor. Korozyonun önlenmesine yönelik çabalar, çevre koşullarının türüne ve beklenen ömrüne bağlı olarak alternatif malzeme kullanımı ve bileşen tasarımı ve/veya uygun bir koruyucu kaplama uygulamasıdır. Bunlardan korozyonu kontrol etmek için en yaygın ve etkili yaklaşım, organik polimer bazlı kaplamaların uygulanmasıdır. Ancak bu yapıların en dış tabakasına uygulanan bu kaplamalar, kullanım ve servis sırasında mikro/nano düzeyde hasar ve çizilmelere karşı hassastır. Bu tür bir hasarı tespit etmek zordur, bu da korozyon sürecinin kötüleşmesine ve nihayetinde koruyucu kaplamanın işe yaramaz hale gelmesine neden olur. Bu nedenle, Karan, hasarı iyileştirme yeteneğine sahip kaplamalar tasarlamanın ve geliştirmenin daha çekici bir konsept olduğunu ve böylece koruyucu özelliklerini koruduğunu söylüyor. Keten Tohumu Yağı ve Tung Yağının üre-formaldehit kabukları içinde enkapsülasyonu, yerinde polimerizasyon tekniği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Mikrokapsüllerin hazırlanması için proses parametrelerinin optimizasyonu, reaksiyon süresine ve karıştırma hızına bağlı olarak 25-45 µm boyutunda küresel mikrokapsüllerin oluşumuna tabi tutulan hesaplanan miktarlarda yağ ve üre-formaldehit kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu şekilde hazırlanan mikrokapsüller, yağın ince üre-formaldehit kabukları içinde kapsüllenmesini sağlamak için optik mikroskopi (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier transform kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) kullanılarak analiz edildi. Tek tip ve hızlı kendi kendini iyileştirme yeteneğine sahip ince film kendi kendini iyileştiren kaplamalar, optimize edilmiş ağırlıkça %3 konsantrasyonda mikrokapsüllerle elde edildi. Korozyon önleyici performans, daldırma testi ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) kullanılarak değerlendirildi. Karan, araştırmasını daha ayrıntılı olarak açıklarken, “Kendi kendini iyileştiren kaplamaların geliştirilmesi büyük zorluklar doğurdu. En önemli faktör, kaplamaya eklendiğinde akıllı iyileştirme işlevselliği sağlayan hazırlanan mikrokapsüllerin boyut, şekil ve morfolojisinin tekrarlanabilirliğini sağlamaktı. Karıştırma hızı ve reaksiyon süresi gibi sentez işleminin kritik parametreleri, mikrokapsüllerin boyut ve şeklinin oluşumuna hakim olan optimize edilmiştir. Ek olarak, mikrokapsüllerin bileşenleri, biyouyumlulukları ve tehlikeli olmayan yapıları temelinde seçilmiştir ve bu da onları yeşil malzemeler olarak sınıflandırır. Hazırlanan bu mikrokapsüller, organik kaplama içinde değişen konsantrasyonlarda dağıtıldı. Bu mikrokapsül emdirilmiş kaplamalar, tamamen kürlendikten sonra, kaplamaların performansının değerlendirilmesi için tuzlu bir solüsyonda (deniz suyuna benzer) korozyon testinden önce yapay bir çizici ile indüklendi. Mikrokapsüllerin eklenmesinin kendi kendini iyileştirme işlevselliği üzerindeki etkisi, optik mikroskopi kullanılarak araştırıldı. Kaplamalar, ticari endüstriyel kaplamalar olarak kullanım için mekanik ve yapışma özellikleri açısından ayrıca analiz edildi. Kendi kendini iyileştiren kaplamaların sonuçları, kontrol kaplamalarıyla (mikrokapsüller olmadan) karşılaştırılabilirdi.” Karan'ı araştırmasını bu alana odaklamaya motive eden şey hakkında, “Kendi kendini iyileştiren kompozitler, polimerik kaplamaların ve yapısal malzemelerin birçok sınırlamasını, yani mikro çatlakları ve gizli hasarları çözmek için büyük potansiyele sahiptir. Kaplamadaki hasarlar, yapısal başarısızlığın habercisidir ve bunları iyileştirme yeteneği, yapıların daha uzun ömürlü ve daha az bakıma sahip olmasını sağlayacaktır. Kendi kendini iyileştiren kaplamalar, hasarlı cildin iyileşmesine benzer şekilde doğal iyileşme sürecini taklit eder. Bu nedenle, kendi kendini iyileştiren kaplamalar, kaplamada kimyasal veya mekanik nedenlerle hasar gördükten sonra bile kaplanmış bileşenlerin dayanıklılığını garanti edebildikleri için çok çekicidir. Mikrokapsüllerin sentezi ve kendi kendini iyileştiren kaplamaların formüle edilmesi büyük zorluklar doğurur. Mikrokapsüllerin boyutu, şekli ve morfolojileri, yırtılma ve iyileşmenin aktif bir işlevselliğini sağlamada önemli bir rol oynar. Uyarlanmış mikrokapsüller hazırlamak için süreci optimize etmek, genellikle bir araştırmacı için heyecan verici olan yeni yöntemleri denemek için büyük bir fırsat sunuyor." Karan, koruyucu kaplama araştırmalarındaki bu atılımın, geleneksel polimerik kaplamaları kullanırken karşılaştığımız bazı korozyon sorunlarını çözmek için çok şey yapacağından ve sonuçta daha güvenli işyerleri ve topluluklar sağlayacağından emin. |
