Суббота, Июнь 22, 2024
12.05.2023

Ученые разработали антибактериальное покрытие для металлоконструкций морской инфраструктуры

Для защиты металлоконструкций в прибрежных и шельфовых зонах ученые НИТУ МИСИС предложили использовать многокомпонентное покрытие Fe-Cr-Ni-Co-Cu (железо-хром-никель-кобальт-медь), которое не только активно противостоит коррозии, но и обладает антибактериальными свойствами. Объекты морской и прибрежной инфраструктуры, упрочнённые данным покрытием, прослужат гораздо дольше, сэкономив крупные средства на ремонте и замене оборудования. Результаты экспериментов опубликованы в научном журнале Surface and Coatings Technology.

В морской промышленности используют большое количество механизмов, подверженных трибокоррозии. Трибокоррозия - это процесс разрушения поверхности материала в агрессивной внешней среде при синергетическом воздействии механических нагрузок (трения) и химических реакций. Больше всего ему подвержены насосы, лебедки, винты и др.

«Натурные эксперименты проводились на Черном море. Образцы закрепили на гальке с помощью специальных проволок, приваренных к ним, примерно в 2 м от берега, чтобы обеспечить интенсивную аэрацию. Через 21 день их извлекли, промыли дистиллированной водой для удаления всех солей и следов, коррозионного воздействия на поверхности не обнаружили. Покрытия из FeCrNiCo(Cu) показали также лучшие результаты в трибокоррозионных экспериментах благодаря более быстрому восстановлению пассивной пленки», – отметил Константин Купцов, автор исследования, старший научный сотрудник Научно-учебного центра Самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (НУЦ СВС) НИТУ МИСИС.

Солёная морская вода – это очень агрессивная среда для металлических изделий, способная в короткие сроки нанести большой ущерб объектам прибрежной инфраструктуры и судостроительной отрасли. В такой воде поверхности подвержены микробиологической коррозии из-за обрастания водорослями. Стартом этого процесса всегда является рост первичной бактериальной пленки. Чтобы подавить развитие микроорганизмов ученые НИТУ МИСИС ввели в состав высокоэнтропийного покрытия атомы меди, обладающие бактерицидными свойствами. Для нанесения плотного и однородного покрытия Fe-Cr-Ni-Co-Cu на сталь ученые использовали метод электроискрового напыления в вакууме для защиты от окисления и снижения шероховатости покрытия. Состав был выбран таким образом, чтобы ввести максимальное количество меди для обеспечения антибактериальных свойств и в то же время избежать значительного ухудшения коррозионных свойств, предотвратив выпадение фаз на основе меди.

«При начальной концентрации 108 КОЕ/мл покрытие через 24 часа убило все клетки почвенных бактерий B. cereus F, а также продемонстрировало умеренную антибактериальную активность в отношении штамма B. cereus Arc30», – добавил ученый.

В тандеме «покрытие-стальная подложка» медь также имеет определенное преимущество, так как она улучшает пленку под воздействием трения. Высокоэнтропийное покрытие Fe-Cr-Ni-Co-Cu не уступает стали по потенциалу, исключает образование дефектов на металле, улучшает трибокоррозионные и значительно повышает антибактериальные свойства.

Больше оперативных новостей читайте в Telegram-канале @ПРОметалл.

Последние публикации

21.06.2024

Горнорудные компании докопались до сверхприбылей
Излишки заработанного пополнят федеральный бюджет

21.06.2024

Алюминий сплавят по реке
Внедрение нового сплава на основе алюминия сулит технологический прорыв в маломерном судостроении

21.06.2024

JPMorgan прогнозирует обострение отношений между США и КНР
Из-за ситуации в сфере поставок критически важных металлов

20.06.2024

Санкции ЕС зачем-то нашли Игоря Алтушкина
На Урале от них ни жарко, ни холодно