Az új, intelligens részecskék a korrózióvédelem masszív pajzsává alakítják a vízbázisú festékeket, és 600-szor hatékonyabban lassítják a rozsdásodást, mint más megoldások.
Az acélszerkezetek karbantartása világszerte az egyik legköltségesebb infrastrukturális kihívás, hiszen a rozsdásodás folyamata a legmodernebb bevonatok mellett is elkerülhetetlen. Az ausztrál Queenslandi Egyetem nanoanyagszakértői olyan nanotechnológiai áttörést értek el, amely alapjaiban változtathatja meg az épületek, hidak és járművek védelmét.
A kutatók speciális, porszerű részecskéket fejlesztettek, amelyek egyetlen rétegben alkalmazva képesek önállóan kijavítani a felületi sérüléseket, ezzel drasztikusan meghosszabbítva a szerkezetek élettartamát.
A fejlesztés alapját olyan nanokonténerek adják, amelyeket széles körben alkalmazott benzotriazol nevű korróziógátlóval töltöttek fel. Ezeket a mikroszkopikus tartályokat vízbázisú poliuretán bevonathoz keverik, ahol rendkívül érzékenyen reagálnak a környezet kémiai változásaira, különösen a savasság módosulására.
„Minden egyes apró részecske egy nanokonténer, amely csak akkor bocsátja ki a javítómolekulákat, amikor a körülmények azt megkövetelik” – magyarázta a működési elvet Dr. Asep Nugraha, a kutatócsoport munkatársa. A technológia lényege, hogy a bevonat folyamatosan monitorozza a saját épségét, és azonnal közbelép, amint repedés vagy karcolás keletkezik a felületen.
Milliárdos károkat előzhetnek meg a rozsdásodás lassításával
A korrózió okozta gazdasági teher mértékét jól szemléltetik az Ausztrál Korróziós Szövetség adatai. A szervezet számításai szerint a rozsda évente mintegy 90 milliárd ausztrál dolláros (több mint 20 300 milliárd forintos) kárt okoz az ország olaj- és gáziparában, víz- és csatornahálózatán, infrastruktúráiban, valamint a védelmi szektorban.
A szakemberek szerint a védekezés jelenlegi formái nemcsak drágák, hanem rendkívül időigényesek is, ami a közvagyont kezelő kormányok számára állandó kiadást jelent.
A laboratóriumi, elektrokémiai vizsgálatok ugyanakkor bíztatóak: az új típusú öngyógyító bevonat évi 37 nanométerre képes korlátozni a korrózió mértékét. Ez az érték megdöbbentő különbséget mutat a jelenlegi csúcskategóriás termékekhez képest, amelyek általában évi 0,025 milliméteres korróziós limitet ígérnek.
Az ausztrál fejlesztés tehát több mint 600-szor hatékonyabb a piacon elérhető legjobb megoldásoknál.
Öt éven belül a boltokba kerülhet
A kutatók hangsúlyozzák, hogy bár a fizika törvényei miatt ez a bevonat sem tart örökké, az élettartama nagyságrendekkel meghaladja a hagyományos festékekét. „Idővel minden rozsdagátló bevonat elhasználódik; ezt nem lehet megállítani” – ismerte el Nugraha, hozzátéve, hogy ők viszont olyan védőréteget alkottak, amely „folyamatosan érzékeli, ha hiba keletkezik, így képes önállóan kijavítani a karcolásokat és repedéseket, ezzel pedig jelentősen meghosszabbítja a védelem időtartamát”.
A gyakorlati alkalmazás során ez azt jelenti, hogy az acélszerkezetek sokkal kevesebb karbantartás mellett működhetnek, és a ritkább újrafestés miatt jelentős költség takarítható meg. A projekt következő fázisában megkezdik az intelligens bevonat kísérleti jellegű tesztelését valós körülmények között. A kutatócsoport célkitűzése szerint a technológia öt éven belül készen fog állni a kereskedelmi forgalomba hozatalra, így a módszer belátható időn belül az ipari és lakossági felhasználók számára is elérhetővé válik.
Címlapkép: Queenslandi Egyetem
„A magyar beruházás nagyon előrehaladott, ugyanakkor rendkívül komplex. Sok mindent újra kell gondolnunk ebben a projektben, rengeteg megoldandó feladat van, hogy az előnyt, amire Magyarország szert tett, valódi hozzáadott értékké, profittá tudjuk kovácsolni.”