Ежегодно российские ученые представляют десятки новых разработок, призванных еще эффективнее защищать металлы от пагубного воздействия окружающей среды. В очередном выпуске познавательных материалов компания Zinker (участник АРСС) собрала подборку самых интересных и перспективных открытий в этой области, совершенных отечественными специалистами.
Динамическая защита
Одна из, пожалуй, самых интересных разработок этого года - проект петербургского университета ИТМО, который он реализовал вместе с коллегами из Тяньцзиньского и Ливерпульского университетов. Ученые изобрели умное средство для борьбы с коррозией - защитные микрокапсулы, способные реагировать на изменения окружающей среды.
Как сообщают в университете, капсулы представляют собой полое ядро из кристаллов оксида кремния, покрытое специальными полиэлектролитными составами, способными ионизироваться при попадании в различные растворы, то есть приобретать электрический заряд. Внутрь ядра ученые «загрузили» вещество-ингибитор - бензотриазол. Принцип действия получился одновременно и простым, и эффективным: при ухудшении окружающей среды молекулярные связи оболочки ослабевают, что позволяет ей «раскрыться» и высвободить действующее вещество. Чем агрессивнее среда вокруг - тем слабее связи и тем больше вещества попадает в металл.
Капсулы отличаются микроскопическим размером - их диаметр составляет около 700 нанометров, что сравнимо с диаметром эритроцитов, клеток крови в организме человека. При этом самого бензотриазола в них помещается на удивление много: по словам ученых, примененные методики капсулирования позволяют достичь показателя 86 процентов, то есть 86 процентов молекул ингибитора, использованного при синтезе капсул, оказываются внутри кремниевого ядра.
Природный ингибитор
Появляются новые идеи и технологии и в сфере самих ингибиторов. Так, в феврале этого года любопытной работой отметились специалисты Пермского национального исследовательского университета и Казанского федерального университета в сотрудничестве с коллегами из Ирана и Китая. Они предложили использовать для подавления коррозионных процессов компоненты сока акации. А именно - так называемую аравийскую камедь, обладающую отличной природной адгезией (способностью покрывать поверхность и удерживаться на ней) и другими полезными свойствами. Следует отметить, что биополимеры на основе природных углеводов - сегодня один из главных трендов науки как российской, так и общемировой. Они легки в добыче и синтезе, доступны, практичны и экологичны. И натуральные камеди входят в их число.
Нейросеть-помощник
Большое количество перспективных разработок в деле борьбы с коррозией лежит не в физической, а в цифровой плоскости. Так, в феврале прошлого года специалисты Национального исследовательского ядерного института МИФИ заявили о привлечении к этой работе нейросети, предназначенной для поиска оптимальных составов новых ингибиторов. Как пояснил профессор университета Константин Катин, важнейшей составляющей хорошего ингибитора являются гетероатомы (например, такие, как сера и азот), а также замкнутые атомные структуры. Однако определить их непросто: очень много потенциально полезных соединений, полученных химиками, так и остаются в лабораториях и не уходят в сферу практического применения. Обнаружить «идеальную» молекулу, способную проявлять необходимые свойства, ученые рассчитывают при помощи нейронных сетей.
