Самовідтворювані оксиди металів допоможуть боротися з корозією

Більшість металів, за винятком золота, окислюються при взаємодії з повітрям і водою. Цей процес проявляється у вигляді іржі на листах заліза або тьмяним забарвленням на срібних предметах. У підсумку реакція послаблює метал і призводить до пошкоджень. Однак існують три елементи, чиї оксиди захищають від окислення: алюміній, хром і кремній. Фахівці Массачусетського технологічного інституту з’ясували, що тонка плівка оксиду алюмінію поводиться подібно рідині і заповнює дрібні тріщини.

Група дослідників, очолювана аспірантом Ян Яном, спостерігала за допомогою спеціальних інструментів за поверхнею металу, що піддається окисленню. Для цього вони використовували модернізовану версію трансмісійного електронного мікроскопа. Він призначений для відстеження процесу, відомого як корозійне розтріскування під напругою. Цей вид руйнування, що представляє собою вплив розтягуючої напруги і корозійного середовища (перегріта пара), вкрай небезпечна для газової промисловості.

Звичайний твердий захисний шар недовговічний. На його поверхні утворюються тріщини, через які кисень проникає всередину і окисляє метал. Ян пояснив, що вони хотіли зробити захисну плівку схожою на рідину, щоб розриви заростали самі собою, – і у них це вийшло. Виявилося, достатньо зменшити товщину шару до двох-трьох нанометрів, щоб оксид проявив властивості рідини. Ян розповів:

«Зазвичай люди думають, що оксид металу буде крихким, але ніхто ніколи не спостерігав, як він деформується при кімнатній температурі. Вони навіть не можуть уявити, що оксид металу може бути таким еластичним ».

За словами фахівців, це перший випадок, коли вчені спостерігали поведінку оксиду алюмінію майже при атомному розширенні. Вони показали, що покриття оксиду алюмінію може розтягуватися в два рази, прикриваючи тріщини. Потенційно така технологія буде корисною майже в будь-якій металургійній справі.