Воскресенье, Май 28, 2023
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

26.05.2023

Азиатская жара на руку российским производителям угля
Эль-Ниньо и РЖД работают в разные стороны

26.05.2023

Как сократить энергозатраты при производстве лития?
Стартапы и гиганты горнодобывающей отрасли работают над технологией прямого извлечения металла

26.05.2023

Электромобили не спасут экологию
Главный экотренд XXI века может оказаться самообманом

25.05.2023

Денис Мантуров загрузил металлургов по полной
Об особенностях чиновничьей математики
PROMETALL TG
PROMETALL TG