Ученые из Университета Райса создали новый сплав с уникальным набором свойств. Материал может защищать сталь от коррозии и “заживлять” собственные повреждения.
Защита от коррозии
Новое антикоррозионное покрытие сделано из легкого серно-селенового сплава. Оно сочетает в себе полезные свойства целого ряда уже существующих сплавов. Оно умеет блокировать влагу и хлор, как покрытия на основе цинка и хрома. Это значит, что с его помощью можно защищать сталь от воздействия морской воды. Также, подобно полимерным покрытиям, сплав может предотвращать коррозию, вызванную микроорганизмами.
Свойства материала были обнаружены с помощью ряда экспериментов. В ходе первого эксперимента небольшие плиты обычной мягкой стали, покрытые серно-селеновым сплавом, на месяц погрузили в морскую воду. Голая стать в таких условиях очень быстро ржавеет, но сплав защитил ее от окисления.
Затем ученые проверили, как сплав защищает металл от сульфатредуцирующих бактерий, которые значительно ускоряют коррозионный процесс. Покрытые и непокрытые образцы подвергали воздействию планктона и биопленок. Сплав позволил снизить влияние бактерий на 99,99%, практически сведя его к нулю.
Самовосстановление
Пожалуй, наиболее впечатляющее свойство сплава - способность самовосстанавливаться. Пленку разрезали пополам поместили рядом друг с другом на горячей металлической пластине. За две минуты два куска пленки срослись в единый пласт при температуре всего 70 градусов Цельсия.
Микроскопические отверстия в материале зарастают при нагревании до 130 градусов Цельсия в течение 15 минут. При этом восстановленный материал оказывается столь же эффективным для защиты стали, как и изначально неповрежденные покрытия.
Впрочем, нагрев не обязателен. Самовосстановление работает даже при комнатной температуре, просто происходит чуть дольше. «Если сделать в сплаве дырку, он восстановится. Если нужно восстановить его быстро, можно помочь ему, используя нагрев. Но со временем большинство толстых образцов смогут восстановиться самостоятельно», - говорит автор исследования Мухаммад Рахман.
Зачем это нужно?
Самое очевидное применение для нового сплава - защита корпусов кораблей и машин, а также конструкций, находящихся в агрессивной среде. Но также его можно применять в гибкой электронике. По словам ученых, сплав является лучшим изолятором, чем большинство других гибких материалов, а также более гибким, чем большинство изоляционных материалов.
В настоящее время разработчики продолжают экспериментировать с разновидностями материала, чтобы найти оптимальные варианты покрытия для различных типов сталей. Также они изучают разные методы нанесения покрытия.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
