Опубликовано:
Обновлено:
Автор: Дмитрий Якин
Капля воды превращается в микроразряд: ученые нашли новый путь к коррозии кузова автомобиля
Заряженные капли действительно способны повреждать тонкие защитные покрытия металла. Но ученые не испытывали заводское ЛКП автомобиля, поэтому утверждать, что обычный дождь «прожигает» краску машины, пока нельзя.
Обычный дождь получил неожиданное объяснение как один из факторов коррозии, но утверждение о том, что капли способны «уничтожить ЛКП автомобиля», заметно сильнее результатов исследования. Ученые действительно зафиксировали электрический пробой защитных полимерных пленок, однако полноценное заводское автомобильное покрытие в эксперименте не испытывали.
Работа команды Института полимеров Макса Планка опубликована в Nature. Механизм называется скользящей электризацией: проходя по изолирующей поверхности, вода приобретает заряд. В опытах капли после скольжения на 4 см несли от 0,2 до 2 нКл, после чего попадали на металл с защитным полимерным слоем. После 3000 ударов исследователи обнаружили повреждение покрытия и коррозию под ним.
Начальный эксперимент проводился с медью под тефлоновой пленкой толщиной всего 60 нм, то есть 0,06 мкм. Затем эффект подтвердили на полистироле толщиной до 5 мкм. Расчетная модель показала, что при заряде около 2 нКл электрический пробой теоретически возможен примерно до 10 мкм для тефлона и до 50 мкм для полистирола.
Вот здесь и появляется главное ограничение для автомобилиста. Типичная заводская окраска кузова имеет общую толщину около 90–120 мкм. BASF приводит близкую структуру: примерно 20 мкм электроосаждаемого антикоррозийного слоя, 30 мкм грунта, 15 мкм базы и около 40 мкм прозрачного лака. Это многослойная система из других материалов, а не тонкая пленка полистирола или тефлона на меди.
Поэтому напрямую переносить лабораторный результат на капот автомобиля нельзя. Сам Институт Макса Планка говорит осторожнее: открытый механизм может помочь создавать более долговечные покрытия для автомобилей, сооружений и других объектов, а не утверждает, что дождь уже доказанно пробивает серийную автомобильную краску.
Отдельно стоит относиться и к цифре 9000 В, разошедшейся по автомобильным СМИ. Новая работа Nature формулирует это как потенциал в несколько тысяч вольт, зависящий от поверхности и условий, а непосредственно в опыте измерялся заряд капель. Ранее та же научная группа действительно показывала киловольтные потенциалы скользящих капель, обычно свыше 1–3 кВ. Высокое напряжение здесь не означает большой запас энергии, сравнимый с электрической сетью.
«Заряженные капли — не новое явление, но последние 200 лет на это не обращали внимания», — отметил один из авторов работы Чжунъюань Ни.
Для владельца автомобиля новое исследование пока не меняет правила ухода за кузовом. Нет оснований срочно наносить дополнительную защиту только из-за электризации дождевых капель. Гораздо важнее не оставлять открытыми сколы до металла: там вода и соли уже получают прямой доступ к защитным слоям и металлу без необходимости какого-либо электрического пробоя.
То есть сам обнаруженный физический механизм реален, а заголовок «дождь способен уничтожить ЛКП автомобиля» — пока нет. Для такого вывода потребуются отдельные испытания реальных многослойных автомобильных покрытий в условиях, близких к эксплуатации.