کشف پلیمر ضد خوردگی جدیدی که خود را ترمیم می‌کند

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، مهندسان در ETH زوریخ یک ماده همه کاره جدید ساخته اند که می تواند به نبرد مداوم در برابر خوردگی ساختمان ها و وسایل نقلیه کمک کند. پوشش پلیمری نه تنها در برابر خوردگی محافظت می کند، بلکه ترک ها را در حین شکل گیری مشخص می کند، به طور خودکار آسیب به خود را ترمیم می کند و می تواند در پایان عمر خود بازیافت شود.

مشکل خوردگی  تقریباً بر هر چیزی که توسط انسان ساخته می‌شود تأثیر می‌گذارد و دیر یا زود خراب می‌شود، از آسمان‌خراش‌ها و پل‌ها گرفته تا هواپیماها، قطارها و اتومبیل‌ها. این امر مبارزه با خوردگی را گران می‌کند. همه کشور‌ها روی هم حدود ۳.۵ درصد از تولید ناخالص داخلی سالانه جهانی را در حفاظت از خوردگی سرمایه گذاری می‌کنند که به حدود ۴۰۰۰ میلیارد دلار می‌رسد: بازاری بزرگ و مشکلی عظیم!

از این رو توسعه مواد و پوشش‌های جدید مقاوم در برابر خوردگی یک نیاز همیشگی است و اکنون دانشمندان موفق شده‌اند یکی از آنها را با ویژگی‌های جذاب فراوان توسعه دهند.

این ماده جدید پلی فنیلن متیلن ​​یا به اختصار PPM نامیده می شود و می توان آن را روی سطحی اسپری کرد تا در آن به یک پوشش پلیمری جامد تبدیل شود. برای آزمایش عملکرد این ماده به عنوان مانعی در برابر خوردگی، محققان آزمایش پیری تسریع شده ای را انجام داد که در آن نمونه هایی از آلیاژ آلومینیوم در معرض یک محلول نمکی، با پوشش PPM و بدون پوشش PPM  قرار گرفتند. مطمئناً، فلزات پوشش داده شده با لایه‌های PPM به ضخامت 30 و 50 میکرومتر، پس از چرخه‌های زیاد پیری تسریع شده، خوردگی قابل توجهی نشان ندادند.

پلی فنیلن متیلن (PPM) همچنین توانایی خود درمانی نیز دارد. هنگامی که محققان به عمد پوشش را خراش دادند و سپس آن را در معرض محلول قرار دادند، مشخص شد که این ماده به سرعت شکستگی و  خراش ها را به صورت خودی خود برطرف می کند. این کار به این دلیل اتفاق افتاد که محلول با آلومینیوم واکنش می دهد،و باعث می شود آن ناحیه گرم شود و پلیمر به اندازه ای ذوب شود که در شکاف جریان یابد. پس از پر شدن، تماس بین محلول و فلز قطع می شود، بنابراین مجددا سرد می شود و پوشش  PPM یک بار دیگر سخت می شود.

در صورت نیاز به مداخله انسانی، پلیمر هشدارهای پیشرفته ای در مورد این نوع آسیب نیز می دهد. PPM در زیر نور فرابنفش فلورسانس می شود، اما اگر آسیب دیده باشد، راه روشنی برای بررسی ترک هایی که در غیر این صورت ممکن است به سختی قابل تشخیص باشند، تشکیل می‎‌دهد.

PPM همچنین پایدارتر از مواد محافظت کننده های قبلی است در برابر خوردگی استفاده می شد زیرا می توان آن را به طور کامل حذف کرد و در پایان عمر محصول بازیافت  و روی سطح جدیدی اعمال کرد. در مقابل، پلیمرهای مشابه را فقط می توان در محل دفن زباله انداخت یا سوزاند. در آزمایش‌ها، محققان آن را با 5 درصد از دست دادن ماده حذف و بازیافت کردند و به طوری که حتی پس از پنج دوره استفاده مجدد، عملکرد آن کاهش پیدا نکرد.

مطالعات در مورد پایداری حفاظت در برابر خوردگی مبتنی بر PPM همچنین نشان می‌دهد که پلیمر نسبت به مواد محافظ خوردگی مبتنی بر اپوکسی در هر دو مورد تأثیر محیطی و سلامت انسان عملکرد بهتری دارد.

محقق ارشد این مطالعه می گوید: فقط دو راه حل برای دفع رزین های اپوکسی وجود دارد: سوزاندن یا دفن زباله. اما محصول ما راه حل سوم را امکان پذیر می کند: بازیافت!

محققان در حال حاضر در حال درخواست ثبت اختراع برای این ماده هستند.