새로운 안티

ETH Zurich의 엔지니어들은 건물과 차량의 지속적인 부식 방지에 도움이 되는 다용도의 신소재를 개발했습니다. 폴리머 코팅은 부식을 방지할 뿐만 아니라 균열이 생길 때 이를 강조하고 자동으로 손상을 복구하며 수명이 끝나면 재활용할 수 있습니다.

부식은 결국 고층 건물과 교량부터 비행기, 기차, 자동차에 이르기까지 인간이 건설하는 거의 모든 것에 영향을 미칠 것입니다. 새로운 부식 방지 재료와 코팅을 개발하는 것은 끊임없는 요구이며 이제 과학자들은 흥미로운 기능을 많이 갖춘 제품을 개발했습니다.

새로운 물질은 폴리(페닐렌 메틸렌) 또는 줄여서 PPM이라고 불리며, 표면에 분사하면 고체 폴리머 코팅으로 경화될 수 있습니다. 부식에 대한 장벽으로서의 성능을 테스트하기 위해 팀은 알루미늄 합금 샘플을 PPM 코팅 유무에 관계없이 염분 용액에 노출시키는 가속 노화 실험을 수행했습니다. 그리고 확실히, 30 및 50 마이크로미터 두께의 PPM 층으로 코팅된 금속은 여러 번의 가속화된 노화 주기 후에도 심각한 부식이 나타나지 않았습니다.

PPM은 자가 치유 능력도 보여주었습니다. 연구팀이 의도적으로 코팅을 긁은 후 용액에 노출시키면 스스로 파손된 부분을 신속하게 패치하는 것으로 나타났습니다. 이는 용액이 아래에 있는 알루미늄과 반응하여 해당 영역이 가열되어 틈으로 흘러 들어갈 만큼 폴리머가 녹기 때문에 작동합니다. 일단 충전되면 용액과 금속 사이의 접촉이 끊어져 냉각되고, 코팅은 다시 한번 단단해집니다.

폴리머는 사람의 개입이 필요한 경우에도 이러한 종류의 손상에 대해 사전 경고를 제공합니다. PPM은 UV 광선 아래에서 형광을 발하지만 손상된 경우에는 형광을 발산하지 않으므로 발견하기 어려울 수 있는 균열을 명확하게 확인할 수 있습니다.

수명이 다한 후에도 이 우수한 소재는 멈추지 않습니다. 재활용하여 새로운 표면에 적용할 수 있습니다. 대조적으로, 유사한 폴리머는 매립되거나 소각될 수밖에 없습니다. 테스트에서 연구진은 재료 손실이 5%에 불과하고 이를 제거하고 재활용했으며, 5회 재사용 후에도 성능 저하가 없었습니다.

연구자들은 현재 이 물질에 대한 특허를 신청하고 있으며, 추가 연구를 통해 공식을 개선할 수 있는 방법을 조사할 예정입니다.

이번 연구는 폴리머스(Polymers) 저널에 게재됐다.

출처: ETH 취리히