Flagelignende nanopartikler giver pålidelig rustbeskyttelse

Store mængder stål bruges i arkitektur, brobygning og skibsbygning. Strukturer af denne type er beregnet til at være langtidsholdbare. Desuden, selv i løbet af mange år, de må ikke miste nogen af ​​deres kvaliteter med hensyn til styrke og sikkerhed. Af denne grund, de anvendte stålplader og dragere skal have omfattende og holdbar beskyttelse mod korrosion. I særdeleshed, stålet angribes af ilt i luften, vanddamp og salte. I dag, forskellige teknikker bruges til at forhindre, at de ætsende stoffer trænger ind i materialet. En almindelig metode er at skabe en anti-korrosionsbelægning ved at påføre lag af zink-fosfat. Nu, forskere ved INM – Leibniz Institute for New Materials udviklede en særlig type zink-phosphat nanopartikler. I modsætning til konventionelle, sfæroide zink-phosphat nanopartikler, de nye nanopartikler er flagelignende. De er ti gange så lange, som de er tykke. Som et resultat af denne anisotropi, gasmolekylernes indtrængning i metallet bremses.

Udviklerne vil demonstrere deres resultater og de muligheder, de tilbyder på stand B46 i hal 2 på dette års Hannover Messe som en del af den førende messe Research &Technology, der finder sted fra 25. til 29. april.

"I første testbelægninger, vi var i stand til at demonstrere, at nanopartiklerne af flagetypen er aflejret i lag oven på hinanden, hvilket skaber en væglignende struktur, " forklarede Carsten Becker-Willinger, Head of Nanomers hos INM. "Det betyder, at indtrængning af gasmolekyler gennem den beskyttende belægning er længere, fordi de skal finde vej gennem 'revnerne i væggen'". Resultatet, han sagde, var, at korrosionsprocessen var meget langsommere end med belægninger med kugleformede nanopartikler, hvor gasmolekylerne meget hurtigere kan finde vej gennem den beskyttende belægning til metallet.

I yderligere testserier, forskerne var i stand til at validere effektiviteten af ​​de nye nanopartikler. For at gøre det, de nedsænkede stålplader både i elektrolytopløsninger med sfæroide zink-phosphat-nanopartikler og med flage-type zink-phosphat-nanopartikler i hvert tilfælde. Efter blot en halv dag, stålpladerne i elektrolytterne med sfæroide nanopartikler viste tegn på korrosion, mens stålpladerne i elektrolytterne med flage-type nanopartikler stadig var i perfekt stand og skinnede, selv efter tre dage. Forskerne skabte deres partikler ved hjælp af standard, kommercielt tilgængelige zinksalte, fosforsyre og en organisk syre som kompleksdannende middel. Jo mere kompleksdannende middel de tilsatte, jo mere anisotrope blev nanopartiklerne.

INM udfører forskning og udvikling for at skabe nye materialer – for i dag, i morgen og derefter. Kemikere, fysikere, biologer, materialeforskere og ingeniører går sammen for at fokusere på disse væsentlige spørgsmål:Hvilke materialeegenskaber er nye, hvordan kan de undersøges, og hvordan kan de skræddersyes til industrielle anvendelser i fremtiden? Fire forskningsindsatser bestemmer den aktuelle udvikling hos INM:Nye materialer til energianvendelse, nye koncepter for medicinske overflader, nye overfladematerialer til tribologiske systemer og nanosikkerhed og nanobio. Forskning på INM udføres inden for tre områder:Nanocomposite Technology, Interface materialer, og bio-grænseflader.