Vopsea inteligentă cu nanotehnologie pentru protecție prelungită împotriva ruginii
Cercetătorii dezvoltă o vopsea „inteligentă” care se auto-repară și care ar putea prelungi considerabil protecția împotriva ruginii pentru clădiri, poduri, automobile și alte componente din oțel. O singură aplicare a acestui strat ar putea încetini coroziunea de peste 600 de ori comparativ cu vopselele anticorozive de înaltă performanță existente.
Specialiștii în nanomateriale au creat particule sub formă de pulbere care transformă vopselele pe bază de apă în scuturi anticorozive auto-reparabile. Particulele acționează ca niște microcontainere care eliberează molecule inhibitoare de rugină pentru a proteja zonele deteriorate ale stratului de vopsea.
„Toate straturile anticorozive se degradează inevitabil în timp; nu există nicio modalitate de a opri acest lucru”, a declarat dr. Asep Nugraha, expert în nanoarhitectură la Institutul Australian de Bioinginerie și Nanotehnologie (AIBN) al Universității Queensland. „Ceea ce am creat este o barieră care detectează constant dacă ceva nu este în regulă, astfel încât să poată repara singură orice zgârietură sau fisură, prelungind mult durata de protecție.”
Studiul este publicat în revista Small Science. Asociația Australasiană de Coroziune estimează impactul anual al ruginii la aproximativ 90 de miliarde de dolari în industriile de petrol și gaze, apă și ape uzate, infrastructură și apărare. Protecția împotriva ruginii reprezintă, de asemenea, o sarcină costisitoare și consumatoare de timp pentru companiile și guvernele responsabile de întreținerea activelor publice, inclusiv a podurilor.
„Pentru structuri precum podurile, aplicarea unui strat anticoroziv implică eforturi și costuri mari, adesea suportate de public”, a spus Nugraha. „Dar imaginați-vă, de exemplu, dacă ar fi suficient să aplicați un singur strat de vopsea pe Podul Story care să îl protejeze mai bine de 100 de ani.”
Pentru a crea stratul de protecție, Nugraha și echipa sa au încapsulat inhibitorul de rugină benzotriazol într-o nanostructură complexă care, atunci când este adăugată în vopsele poliuretanice pe bază de apă, creează un compozit foarte sensibil la variațiile de aciditate. „Fiecare particulă minusculă este practic un nanocontainer care eliberează molecule de reparare doar atunci când condițiile o cer.”
Testele electrochimice indică faptul că stratul auto-reparabil poate limita coroziunea la 37 de nanometri pe an, de 600 de ori mai eficient decât multe produse anticorozive „de înaltă performanță” existente, care raportează o capacitate de limitare a coroziunii anuale la 0,025 mm.
„Nu este un strat care va dura pentru totdeauna, dar straturile care conțin tehnologia noastră vor avea o durată de viață mult extinsă, ceea ce înseamnă mult mai puțină mentenanță și un interval mult mai lung între aplicări”, a spus Nugraha.
Acesta a adăugat că sunt iminente teste la scară pilot pentru vopseaua inteligentă, cu obiectivul de a produce un produs comercial în următorii cinci ani. „Nanoarhitecții lucrează la o scară extrem de mică pentru a construi lucruri care adesea sfidează ceea ce este fizic posibil”, a spus Nugraha. „Este incredibil să te gândești că am putea spune oamenilor că nu vor mai trebui să își facă griji că ceva va rugini timp de mai multe generații.”
