RustPhoto: Laitr Keiows (Wikimedia Commons)
Forskere har skabt det måske mest detaljerede visning af rust dannelse proces endnu, ifølge en ny rapport, der blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences.
Rust er resultatet af en kendt kemisk reaktion, hvor jern bliver til jernoxid i tilstedeværelse af vand. Rust kan være en trussel, der fører til korrosion og en svækkelse af styrken af noget, der er gjort med jern eller stål. Rust har forårsaget mange dødbringende katastrofer, fra broen kollapser til olieudslip. Men rust er et velkendt syn, det er temmelig svært at finde ud af, så forskere har nu undersøgt, hvordan det udvikler sig, atom for atom.
“Hvordan atomer er fysisk montering på rust er ikke kendt,” Sandra Taylor, postdoc på Pacific Northwest National Laboratory, fortalte Gizmodo.
Forskerne skabt mikroskopiske stænger ud af goethite, en nøgle mineralske del af rust, og reagerede dem med vand opløses med jern-atomer. Nogle af disse opløst jern-atomer havde en ekstra neutron i deres kerne, så forskere til at holde bedre styr på, hvor de lagde til og gik ind i nanorods. Derefter, de er optaget reaktion ved hjælp af atom-probe tomografi, eller APT, som kan se de enkelte atomer’ identitet og holdninger.
Tredimensionelle rekonstruktioner afsløres det opløste jern-atomer montering på specifikke steder på microrods, steder, hvor der var fejl i deres gitter-formet krystal struktur, der svarer til en manglende mursten eller et snit i huden. Det ser ud til, at goethite forsøg til at reparere sig selv ved at tage jern fra miljøet, at erhverve endnu mere jern-atomer og mere rust i processen, siger Taylor. Ikke kun det, men jern-atomer fra miljøet syntes at rejse dybt ind i krystalstrukturen af goethite stænger.
“Jeg tror, det er enormt spændende forskning,” Michelle Scherer, civil-og miljøteknik professor ved University of Iowa, der har samarbejdet med Taylor, men var ikke involveret i denne særlige forskning, fortalte Gizmodo. Scherer sagde, at forskere, der tidligere havde en idé om, at sådan en proces, der forekommer ved hjælp af større eksperimenter, og resultaterne fra APT analyse bekræftede det. Men hun påpegede, at selv om denne fortolkning er den hypotese, der er forskere, der hælder mod, er det stadig en hypotese, og det er en vanskelig proces at studere.
Den forskning, der er vigtige potentielle applikationer. “Hvis du kan forstå, hvordan rust kommer til at danne, så kan du i det mindste forudse, hvilke typer af effekter det vil have, og udvikle materialer, der bedre kan håndtere den kemiske reaktion sker på deres overflade,” sagde Taylor. Men det er miljø-skala, og det betyder, at jern-og potentielt andre elementer fra steder som jorden kunne muligvis rejse dybt ind i solide materialer. Det kunne give indsigt i, hvordan planterne tager op materialer fra jorden, eller endda hvordan forurenende stoffer som arsen rejse gennem miljøet.
Rust kan være et irritationsmoment, men selv gener kan afsløre værdifuld information om verden.
Dele Denne Historie