Các vật liệu này chống lại sự ăn mòn, oxy hóa và có khả năng tự làm lành một cách hiệu quả, đây là tương lai cho việc nâng cao độ bền của nhiều thiết bị.
Các nhà khoa học tại Đại học Rice đã nghiên cứu ra một hợp kim mới với nhiều thuộc tính độc đáo có tính hiệu quả cao trong việc bảo vệ thép tránh khỏi bị ăn mòn. Lớp phủ mới không chỉ ngăn ngừa rỉ sét trong các tấm thép chìm dưới nước thông thường, mà nó còn mềm dẻo và được chứng minh là có khả năng tự phục hồi khi bị hư hỏng.
Lớp phủ chống ăn mòn mới được làm bằng hợp kim lưu huỳnh – selen nhẹ và theo các nhà khoa học vật liệu này là sự kết hợp những đặc tính mong muốn từ các giải pháp hiện có. Điều này có nghĩa là nó có khả năng ngăn ẩm và clo như các lớp phủ gốc kẽm và crom, có khả năng bảo vệ thép trong điều kiện nước biển như các lớp phủ dựa trên polyme và khả năng chống lại sự ăn mòn do vi khuẩn gây ra.
Để chứng minh tính khả dụng của loại vật liệu này, hàng loạt các thí nghiệm đã được thông qua, trong đó thí nghiệm đầu tiên các phiến thép nhẹ thông thường được phủ hợp kim lưu huỳnh -selen và ngâm trong nước biển một tháng, cùng với một tấm thép không tráng làm đối chứng. Trong khi thép trần bị gỉ đáng kể thì thép được phủ lớp phủ này lên không bị thay đổi màu sắc, chứng tỏ được khả năng chống oxy hóa cao.
Tiếp theo, các nhà khoa học đã thử nghiệm khả năng chống lại vi khuẩn khử sulfat ăn mòn, được biết đây là loại có khả năng đẩy nhanh quá trình ăn mòn. Các mẫu có phủ và không phủ được cho tiếp xúc với vi khuẩn và màng sinh học, và một lần nữa, lớp phủ đã giúp cho thép không bị ăn mòn. Theo các nhà khoa học, lớp phủ này mang lại hiệu quả ức chế đến 99,99%.
Có lẽ ấn tượng nhất là khi nhóm nghiên cứu nhận thấy hợp kim có đặc tính tự phục hồi mạnh mẽ. Khi bị cắt làm đôi, hai miếng hợp chất này được đặt cạnh nhau trên một đĩa nóng, chúng sẽ tự động biến đổi liên kết hợp nhất lại với nhau trong vòng hai phút ở nhiệt độ 70 độ C. Các lỗ kim khi chọc thủng cũng có thể được tự làm lành bằng cách nung nóng vật liệu đến 130 độ C trong 15 phút. Với những đặc tính ưu việt của mình, loại vật liệu này đã chứng minh được hiệu quả trong việc bảo vệ thép không bị hư hại.
Tác giả nghiên cứu Muhammad Rahman cho biết: “Nếu bạn cho hợp kim chọc vào, nó sẽ phục hồi. Nếu nó cần phục hồi nhanh chóng, chúng tôi hỗ trợ nó bằng cách sử dụng nhiệt. Nhưng theo thời gian, hầu hết các mẫu dày sẽ tự phục hồi ”.
Về bản chất linh hoạt, các nhà khoa học nhận thấy hợp kim mới không chỉ đóng vai trò là lớp phủ bảo vệ cho cơ sở hạ tầng thép trong và xung quanh môi trường nước, mà còn trong các thiết bị điện tử có thể uốn cong. Về điều này, họ báo cáo rằng hợp kim là chất cách điện tốt hơn hầu hết các vật liệu dẻo, đồng thời linh hoạt hơn hầu hết các vật liệu cách điện. Hiện họ đang tiếp tục thử nghiệm các loại vật liệu để phù hợp với các loại thép khác nhau và khám phá các kỹ thuật phủ khác nhau.
Tác giả nghiên cứu Pulickel Ajayan cho biết: “Mục tiêu đầu tiên là các cấu trúc, nhưng chúng tôi biết rằng ngành công nghiệp điện tử phải đối mặt với một số vấn đề tương tự với sự ăn mòn”.
Theo: Newatlas
