Био-базирана антикорозионна защита за метални материали по аналогия на микробните екзополимери от възобновяеми суровини

Въз основа на резултатите от предишен проект, нелегирана стомана (St-37) и високолегирана стомана (1.4301) са изследвани във водна среда. Може да се покаже, че покритието с циклодекстрини предпазва от бактериална колонизация, както и срещу (био) корозия. За период от 12 седмици колонизацията може да бъде намалена с до 90%, а биокорозията от редуциращите сулфат бактерии с 80%.

Използвани са главно модифицирани циклодекстрини. Новоразработен стандартен процес за нанасяне на покритие с допълнителна полимеризация позволи да се получат слоеве с дебелина до 80 µm и хомогенно покритие на повърхността> 99,9%, независимо от използвания циклодекстрин. Повърхностните спектроскопски методи потвърдиха, че адсорбатните слоеве се състоят от полимеризирани циклодекстрини. По-нататъшни проучвания показват, че реакцията на карбоксилни и/или хидроксилни функционални групи с продукти на разтваряне, които се отделят при анодите, причиняват целенасочено покриване или блокиране на тези електрохимично активни зони и по този начин намаляват корозионния процес.

В случай на образуване на биофилми от вредни микроорганизми, колонизацията на циклодекстрин-модифицираните повърхности на материала чрез сулфаторедуциращи бактерии е била с около 35% по-малка от тази на непокритите контроли след 7 дни. В случая на Mn оксидант L. discophora, пробите от модифициран с циклодекстрин материал показват колонизация, намалена с до 90%. 3D изображенията също така ясно показаха, че биофилмите се образуват само на повърхността на около 20 µm дебели адсорбатни слоеве и по този начин остават пространствено отделени от металните повърхности през целия период на изпитване.

Този проект показа, че целенасочената функционализация на циклодекстрините и свързаната с тях защита от корозия могат да бъдат приложени със значително по-малко усилия, отколкото е възможно с конвенционалните защитни слоеве на био-основа (EPS).

Темата на изследването беше обработена от 02/11 до 12/13 от Изследователски институт DECHEMA/бивш институт Карл Уинакер, (Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Франкфурт, тел.: 069/7564-398) под ръководството на PD Dr. У. Фюрбет (ръководител на изследователския център проф. Д-р К. Вагеман) и Университет в Дуйсбург-Есен, Биофилм център, Водни биотехнологии (Geibelstrasse 41, 47057 Дуйсбург, тел.: 0203/379-4475) под ръководството на проф. Д-р. У. Санд (ръководител на изследователския център проф. Д-р У. Санд).