Практически всё, что нас окружает из стали, меди или железа (от личного транспорта до городских памятников и океанских лайнеров) нуждается в постоянной защите от коррозии. Однако ученые из Института полимерных исследований им. Макса Планка в Германии обнаружили еще один источник разрушения, о котором эксперты по защите материалов ранее не знали. Об этом сообщает Planet Today.
![]()
Фото из открытых источников / © GigaChat
Источником этого явления является электрически заряженная вода. Она может приобретать заряд различными способами: от прохождения сквозь грозовое облако до простого скольжения по гидрофобным поверхностям вроде листьев растений или пластика. Исследователи решили выяснить связь между способностью воды накапливать статический заряд и ее агрессивностью к металлам. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature.
Эксперименты команды показали, что вода, несущая электрический заряд, способна буквально пробивать отверстия в защитных покрытиях на меди посредством диэлектрического пробоя.
«Мы продемонстрировали, что эти заряженные капли могут вызвать электрическое разрушение покрытия и привести к коррозии металла», — пишут исследователи в своей статье.
«Поскольку капли воды, самопроизвольно заряженные, образуются естественным путем, этот ранее игнорируемый механизм коррозии может способствовать разрушению объектов культурного наследия, зданий, кораблей, автомобилей и других металлических компонентов».
В ходе тестов капли скатывались по листу растения, ПВХ-плите, полистиролу и кварцу, после чего падали на образцы меди под тефлоном или полистиролом. В другом случае они скользили по сплошной тефлоновой поверхности. Ученые измеряли заряд каждой капли и характер повреждений после тысяч столкновений. Выяснилось, что ущерб наносится не только от удара, но и просто от перемещения жидкости по поверхности. При этом нейтральная вода абсолютно безвредна для медной проволоки.
«Согласно общепринятым представлениям, разрушение покрытия обусловлено физическим истиранием и химической деградацией под воздействием примесей», — отмечают авторы исследования.
Теперь эту парадигму придется пересмотреть. Дело не в том, что ученые не замечали влияния дождя, но причины повреждения теперь требуют нового определения.
Пока исследование проводилось в лаборатории. Неясно, какое количество дождевой воды несет достаточный заряд для пробоя промышленной краски. Однако угроза вполне реальна. Заряженные капли встречаются в океанских волнах, водопадах и промышленных процессах вроде струйной печати. Если угрозу удастся точно оценить, инженеры смогут разработать новые поколения покрытий, устойчивых именно к электростатическому воздействию влаги.
***
Традиционно коррозию делят на химическую (газовую) и электрохимическую. Последняя требует наличия электролита — среды, проводящей ток за счет ионов. Обычная пресная вода считается слабым электролитом, а дистиллированная практически не проводит ток. Открытие немецких ученых добавляет в классическую теорию третий фактор — внешнее электростатическое поле самой капли, которое работает даже без растворенных солей. По данным Большой российской энциклопедии, экономические потери от коррозии в промышленно развитых странах сопоставимы с вложениями в развитие целых отраслей производства.
