Перелік зовнішніх чинників, яких автовласники намагаються уникнути, щоб захистити фарбу автомобіля, вражає. Проте спеціальні захисні покриття, антикорозійні засоби, часте миття та навіть фізичні бар’єри від стихії не можуть вберегти лакофарбове покриття від усього. Нове дослідження, про яке повідомляє Ars Technica, виявило, що краплі дощу, які здаються спокійними та заспокійливими творіннями природи, насправді можуть проникати крізь фарбу автомобіля, спричиняючи ще одну форму корозії.
Ми, люди, створили чудові покриття для захисту наших автомобілів від корозії під впливом стихій, але з часом навіть ці захисні шари зношуються. Дослідники, які вивчали це явище, скористалися цим дослідженням, опублікованим у Nature, щоб зрозуміти, як природні заряди, що накопичуються у краплях води під час ковзання по поверхнях, можуть сприяти корозії. Це надзвичайно захопливе відкриття.
Варто зауважити, що заряджені краплі утворюються природним шляхом під час гроз, ударів хвиль об берег, водоспадів – будь-де, де краплі води можуть утворюватися та підніматися в повітря. Потім ці маленькі сфери води падають на поверхню. При ударі заряду немає. Однак заряд виникає через явище, що називається ковзаючою електризацією. Крапля дощу або водяна крапля (це одне й те саме) потім рухається по ізольованій поверхні та обмінюється зарядами, залишаючи один заряд, а забираючи власний. У цьому конкретному дослідженні вчені виявили, що обмін зарядами може допомогти краплі накопичити до 9 000 вольт, які можуть розрядитися на певних поверхнях. Для простого порівняння, 9 000 вольт – це надзвичайно висока напруга. Звичайні розетки в будинках і на підприємствах зазвичай розраховані на 120 вольт. Електричний паркан, що використовується для худоби, може мати напругу від 5 000 до 10 000 вольт.
Створюємо дощ… для науки
Щоб перевірити цю теорію, дослідники спочатку підготували мідну пластину, покриту тефлоновою плівкою – одним із найстійкіших до хімічного впливу покриттів на ринку. Цю пластину розмістили під кутом 10 градусів і піддали впливу 3 000 крапель води з невеликою кількістю солі, щоб імітувати реальні дощові краплі. 3 000 крапель було визначено як приблизну кількість, з якою поверхня взаємодіє під час помірного дощу протягом дня.
Наступним кроком дослідники підготували чотири типи ізольованих поверхонь: лист рослини, будівельний матеріал у вигляді пінополівінілхлоридної (ПВХ) пінопластової плити, вікно зі спіненого полістиролу та водовідштовхувальне хімічне покриття (перфтороктадецилтрихлорсилан, відомий як PFOTS), нанесене на кварцову пластину. Усі ці матеріали були обрані для імітації реальних предметів, з якими дощ може взаємодіяти. Ці зразки були нахилені під кутом близько 50 градусів, і на кожну з цих поверхонь було скинуто 3 000 крапель води. Цього разу краплі води повинні були стікати по поверхні та падати на іншу мідну пластину, покриту тефлоном, розташовану всього за 5 міліметрів нижче.
Використовуючи атомно-силову мікроскопію, дослідники виявили дефекти на поверхні, які проїдали як тефлонову плівку, так і мідь. Також вчені знімали падіння крапель за допомогою високошвидкісної камери і змогли побачити, як краплі води змінюються під час падіння на мідну поверхню, покриту тефлоном.
Дослідники хотіли з’ясувати, чи застосовується цей самий принцип до міді з різною товщиною покриття, а також до золота. Вони виявили, що незалежно від товщини або типу металу, всі зразки зазнали корозії, подібної до тієї, що спостерігалася на початковій мідній поверхні, покритій тефлоном, у першій частині експерименту.
Дощ, дощ, йди геть. Залиш мою фарбу в спокої сьогодні
Крапля води накопичує позитивний заряд, тоді як метал (у цьому випадку мідь або золото) має негативний заряд. Коли крапля води наближається до металевої поверхні, електричне поле між ними посилюється, і під час удару відбувається розряд. Ця напруга спричиняє утворення отвору та руйнування або повне знищення покриття, як це сталося з тефлоном, а потім і з металом. Солона вода залишається на пошкодженій поверхні та ще більше руйнує метал. Ситуацію погіршує те, що крапля фактично створює невелику кишеню або западину, де вода може затримуватися, тому солона вода просто осідає.
Результати не вселяють оптимізму щодо будь-яких покриттів, і це означає, що жодне з них не є по-справжньому безпечним від цих електризованих крапель дощу. Але важливо пам’ятати, що заряд виникає, коли краплі води стікають по ізольованій поверхні, як-от будинки, дерева, а потім падають на іншу металеву поверхню. Завдяки іншій частині цього експерименту вчені виявили, що краплі, які падали на непровідний матеріал, не викликали корозії. Мабуть, це перемога для пластиків?
Що це означає для вас: тепер є ще більше причин тримати ваш автомобіль під накриттям і подалі від навісів, будинків, дерев, інших автомобілів, вантажівок тощо. Кожна крапля дощу може накопичувати заряд, який прагне знищити ваш прозорий шар фарби і спричинити іржу. Чи наука не дивовижна?
Подробиці можна знайти на сайті: www.jalopnik.com