Medio AmbienteNoticiasPaisRecientes

Nuevo material flexible y autorreparable para proteger el acero de la corrosión

A pesar de décadas de investigación, la corrosión metálica sigue siendo un reto de larga duración en muchas aplicaciones de ingeniería. Diseñar un material capaz de resistir la corrosión tanto en entornos abióticos como bióticos sigue siendo difícil. Además, diseñar estructuras o piezas para prevenir o controlar la corrosión es más rentable que esperar a que el equipo falle en servicio.

Ahora, ingenieros de la Universidad de Rice han desarrollado una aleación con un conjunto único de propiedades.

Diseñada con una gran rigidez y ductilidad, la aleación ligera de azufre y selenio (S-Se) puede servir como un excelente recubrimiento resistente a la corrosión con una eficacia de protección del 99,9% para el acero en una amplia gama de entornos diversos. El nuevo recubrimiento no sólo evitó la oxidación en placas de acero sumergidas, sino que también demostró ser flexible y capaz de autorrepararse cuando se daña.

Según los investigadores de la Universidad de Rice, el recubrimiento anticorrosión ha demostrado ser más dieléctrico (aislante) que la mayoría de los materiales flexibles y más flexible que la mayoría de los dieléctricos, lo que lo convierte en un buen candidato para componentes de la electrónica como los teléfonos móviles plegables.

El compuesto de azufre-selenio combina las mejores propiedades de los revestimientos inorgánicos, como los compuestos a base de zinc y cromo, que impiden la humedad y los iones de cloro, pero no las biopelículas reductoras de sulfato, y los revestimientos a base de polímeros, que protegen el acero en condiciones similares a las del agua de mar, pero son susceptibles a la corrosión inducida por microbios.

Esto se estableció en una serie de experimentos. En la primera prueba del material, los investigadores recubrieron pequeñas placas de «acero dulce» común con la aleación de azufre y selenio y las sumergieron en agua de mar durante un mes junto a una placa de acero sin recubrimiento como control. El acero recubierto no mostró ninguna decoloración ni ningún otro cambio, pero el acero desnudo se oxidó de forma significativa; informaron y demostraron una gran resistencia a la oxidación mientras estaba sumergido.

A continuación, el equipo probó el revestimiento anticorrosión contra las bacterias reductoras de sulfato, que se sabe que aceleran la corrosión hasta 90 veces más rápido que los atacantes abióticos. Las muestras con y sin revestimiento se expusieron durante 30 días a plancton y biofilms, y de nuevo la aleación protegió el acero contra la corrosión. Los investigadores calcularon una «eficiencia de inhibición» del recubrimiento del 99,99%.

Por último, probaron las propiedades de autorreparación de la aleación cortando una lámina por la mitad y colocando los trozos uno al lado del otro en una placa caliente. Las partes separadas se volvieron a unir en una sola película en unos 2 minutos cuando se calentaron a unos 70 °C y se pudieron doblar igual que la película original. Los defectos de los agujeros también se curaron calentándolos a 130 °C durante 15 minutos. Las pruebas posteriores con las aleaciones curadas demostraron su capacidad para proteger el acero tan bien como los revestimientos prístinos.

Si se le da un golpe a la aleación, se recupera. Si necesita recuperarse rápidamente, lo ayudamos utilizando el calor. Pero con el tiempo, la mayoría de las muestras gruesas se recuperan solas. El laboratorio aún tiene que probar si las capas finas de unas 100 micras se autorreparan sin ayuda.

Muhammad Rahman.

Más información: onlinelibrary.wiley.com (texto en inglés).

Vía rice.edu

Related Articles

Back to top button
A %d blogueros les gusta esto: