پوشش های خود ترمیم شونده برای فولاد

به گفته ی محققان ژاپنی، یک فیلم پلیمری رسانا می‌تواند بعنوان پوششی خود ترمیم شونده برای محافظت فولاد از خوردگی بکار رود. از فولاد برای ساخت سازه های متفاوتی استفاده می‌شود، اما فولاد در برابر خوردگی حساس بوده و این موضوع کاربرد و طول عمر آن را محدود می‌سازد. سازه هایی همچون پل و قایق، همواره در معرض محلول‌های نمکی هستند که به سرعت سبب زنگ زدن آنها می‌شود. هزینه‌های مربوط به خوردگی در کشورهای پیشرفته تقریباً به ۴% تولید ناخالص ملی می‌رسد که مشکلی بزرگ است.

کوالسکی و همکارانش در دانشگاه هوکایدو نوع جدیدی از پوشش های پلیمری ذاتاً رسانا (ICP) از پلی پیرول ساخته اند که می‌تواند به عنوان جایگزین کرومات‌های گران و سمی معمول استفاده شود.

ICPها در حقیقت شبه فلزات مصنوعی هستند که قابلیت رسانایی جریان‌های الکتریکی یا یون های رسانا را دارند. کووالسکی، پلی پیرول را با پلی هتروآنیون (HPO₄^2- و PMo₁₂O₄₀^3-) آمیخت. هنگامی که پوشش پلیمری دچار آسیب می‌شود، یون های ترمیم کننده در قسمت های تخریب شده آزاد شده و با فولاد واکنش می‌دهند و یک یون نامحلول مولیبدات آهن، در قسمت آسیب دیده تشکیل می‌شود. این روش با سیستم های دیگری که معمولاً یک مونومر برای ایجاد دوباره‌ی پوشش در قسمت تخریب آزاد می‌شود، متفاوت است.

عامل مهم در این سیستم، کنترل عمل ترمیم است. کوالسکی می‌گوید: ما نشان داده ایم که چگونه می توان آزاد سازی یون‌های ترمیم کننده را با استفاده از یک رویکرد نفوذگزینی یونی (ion-permselectivity) کنترل نمود. در این رویکرد از واکنش یون های ترمیم کننده با فولاد، قبل از آنکه پوشش آسیب ببیند، جلوگیری می شود و در نتیجه به طور قابل توجهی عمر پوشش افزایش می‌یابد.

پاول براون، متخصص پوشش های خود ترمیم شونده در دانشگاه ایلینویز امریکا، تحت تاثیر این رویکرد جدید قرار گرفته است. براون مزیت سیستم کوالسکی را در ضخامت این پوشش‌ها می‌داند که بسیار نازک تر از پوشش های دیگر است و مزیتی مناسب برای بعضی از کاربردها است.

کوالسکی در حال بهبود واکنش ترمیمی این سیستم پوششی است و می‌خواهد ضخامت این پوشش‌ها را کاهش دهد. نتایج این پژوهش در مجله Journal of Materials Chemistry منتشر گردیده است.