Một tấm
kim loại được phủ loại polyme chống ăn mòn mới (Ảnh: Marco D’Elia/ETH Zurich)Ăn mòn
rốt cuộc sẽ ảnh hưởng đến hầu hết mọi thứ mà con người xây dựng, từ những tòa
nhà chọc trời và cầu cống đến máy bay, tàu lửa và ô tô. Phát triển các vật liệu
và lớp phủ chống ăn mòn mới là một nhu cầu thường xuyên và giờ đây các nhà khoa
học đã phát triển một loại có nhiều tính năng hấp dẫn.
Vật liệu
mới này được gọi là Poly(phenylene methylene), viết tắt là PPM và có thể được
phun lên bề mặt nơi nó cứng lại thành một lớp phủ polyme rắn. Để kiểm tra xem
nó hoạt động tốt như thế nào với vai trò rào cản chống ăn mòn, nhóm đã tiến
hành một thí nghiệm lão hóa nhanh mà ở đó các mẫu hợp kim nhôm được tiếp xúc với
dung dịch muối, có hoặc không có lớp phủ PPM. Và như dự đoán, kim loại được phủ
các lớp PPM dày 30 và 50 micromet bị ăn mòn không đáng kể sau nhiều chu kỳ lão
hóa nhanh.
PPM
cũng thể hiện khả năng tự liền. Khi nhóm nghiên cứu cố tình làm trầy xước lớp
phủ, sau đó tiếp xúc với dung dịch, nó nhanh chóng tự bít kín vết nứt. Điều này
có được nhờ dung dịch phản ứng với nhôm bên dưới, làm cho khu vực này nóng lên
và làm tan chảy polyme vừa đủ để chảy vào khe hở. Sau khi được lấp đầy, sự tiếp
xúc giữa dung dịch và kim loại bị ngắt, do đó nó nguội đi và lớp phủ cứng lại một
lần nữa.
Polyme
cũng đưa ra cảnh báo nâng cao về loại hư hại này trong trường hợp cần có sự can
thiệp của con người. PPM phát huỳnh quang dưới ánh sáng tia cực tím, nhưng
không phát huỳnh quang nếu nó hư hại, mang lại một cách rõ ràng để xác định vết
nứt mà bình thưỡng sẽ khó có thể phát hiện.
Ngay cả
khi đã hết tuổi thọ, vật liệu vượt trội này vẫn chưa dừng lại ở đó – nó có thể
được tái chế và áp lên một bề mặt mới. Ngược lại, các polyme tương tự chỉ có thể
đem ra bãi rác hoặc đốt bỏ. Trong các thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã tách và
tái chế nó mà chỉ hao hụt 5% vật liệu và không làm giảm hiệu suất của nó ngay cả
sau 5 chu kỳ tái sử dụng.
Các
nhà nghiên cứu hiện đang xin cấp bằng sáng chế cho vật liệu này, trong khi nghiên
cứu tiếp theo sẽ nghiên cứu các cách để cải thiện công thức.
HA
(ETH Zurich)