ИТМО: созданы умные капсулы для долгосрочной защиты металлов от коррозии

Ученые ИТМО совместно со специалистами из Тяньцзиньского и Ливерпульского университетов создали умные микрокапсулы для защиты металлов от коррозии. Об этом "Газете.Ru" рассказали в ИТМО.

Под воздействием агрессивных факторов окружающей среды металлы разрушаются, снижается их прочность, тепло- и электропроводность.

Чтобы продлить срок службы металлических систем, их покрывают защитными пленками и жидким пластиком, добавляют в сплав хром и титан, обрабатывают ингибиторами — химическими соединениями, которые замедляют коррозионные процессы, и используют другие методы борьбы с коррозией. Но у всех этих способов есть ограничения: дороговизна, сложность применения, низкая эффективность, неэкологичность и несвоевременное действие, когда коррозия переходит уже в активную стадию.

Микрокапсулы реагируют на изменения в окружающей среде, что обеспечивает контролируемое высвобождение активного вещества в течение 14 суток: при уменьшении рН они "раскрываются" и "выпускают" ингибитор коррозии — бензотриазол.

Несмотря на микроскопический размер (всего в 700 нанометров в диаметре), капсулы вмещают в себя большой объем действующего вещества — эффективность их капсулирования 86%. Разработка ученых открывает перспективы создания умных материалов с прогнозируемыми свойствами и программируемой реакцией на внешние стимулы.

"Мы не просто наблюдали за системой и фиксировали факт "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 перспективы создания умных капсул с еще более сложной структурой и откликающихся 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.