Ученые ИТМО в сотрудничестве со специалистами из Тяньцзиньского и Ливерпульского университетов разработали интеллектуальные микрокапсулы для защиты металлов от коррозии. Об этом сообщили в ИТМО.
Под влиянием агрессивных факторов внешней среды металлы подвергаются разрушению, что приводит к снижению их прочности, тепло- и электропроводности. Для увеличения срока службы металлических систем их покрывают защитными пленками и жидким пластиком, добавляют в сплав хром и титан, обрабатывают ингибиторами — химическими соединениями, замедляющими коррозионные процессы, и применяют другие методы борьбы с коррозией. Однако у всех этих методов есть свои недостатки: высокая стоимость, сложность применения, низкая эффективность, неэкологичность и несвоевременное действие, когда коррозия уже переходит в активную стадию.
Микрокапсулы реагируют на изменения в окружающей среде, что обеспечивает контролируемое высвобождение активного вещества в течение 14 суток: при снижении рН они «раскрываются» и «выпускают» ингибитор коррозии — бензотриазол.
Несмотря на свой микроскопический размер (всего 700 нанометров в диаметре), капсулы способны содержать значительный объем активного вещества — эффективность их капсулирования составляет 86%. Разработка ученых открывает новые перспективы создания умных материалов с прогнозируемыми свойствами и программируемой реакцией на внешние воздействия.
«Мы не просто наблюдали за системой и фиксировали процесс “открытия и закрытия” капсулы, мы рассчитали энергетические профили изменений системы в ответ на внешний отклик и описали механизм работы капсул на молекулярном уровне. Разработанная нами модельная система позволяет точно регулировать проницаемость оболочки и условия высвобождения активных веществ. Это открывает возможности для создания умных капсул с еще более сложной структурой, которые реагируют на другие факторы окружающей среды, а также в целом новых настраиваемых “интеллектуальных” материалов с прогнозируемыми свойствами и обратимой реакцией на внешние стимулы», — отметил один из авторов исследования, научный сотрудник НОЦ Инфохимии ИТМО Данила Ермолин.
Фото: hi-tech.mail.ru