بقلم بيساخ بنسون • 12 يونيو 2025
القدس، 12 يونيو 2025 (TPS-IL) — طور علماء في الجامعة العبرية بالقدس طلاءً ثوريًا يحمي الحديد من الصدأ بكفاءة 99.6%، وهو إنجاز قد يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة ويطيل عمر البنية التحتية القائمة على الحديد في جميع أنحاء العالم.
قاد البروفيسور إيلاد غروس من مركز النانو والمعهد الكيميائي بالجامعة فريق البحث الذي ابتكر نظامًا مزدوج الطبقات يتفوق على طرق مكافحة التآكل الحالية. الحديد، على الرغم من كونه مادة حيوية في البناء والنقل والتصنيع، إلا أنه عرضة بشكل كبير للصدأ، مما يضعف الهياكل ويتطلب إصلاحات مكلفة. غالبًا ما تتدهور الطلاءات التقليدية بمرور الوقت، ولا توفر سوى حماية مؤقتة.
يجمع الطلاء الجديد بين برايمر جزيئي وطبقة علوية بوليمرية متينة. الطبقة الأولى، المصنوعة من جزيئات الكربين الحلقي غير المتجانس (NHC)، تشكل رابطة كيميائية قوية مع سطح الحديد، وتعمل كأساس متين. تسمح هذه الرابطة للطبقة الثانية، القائمة على البوليمر، بالالتصاق بشكل أكثر فعالية، مما يخلق حاجزًا مستقرًا يبقى سليمًا حتى في الظروف القاسية مثل التعرض طويل الأمد لمياه البحر.
حتى الآن، اعتمدت معظم طلاءات مقاومة الصدأ على الدهانات أو المواد المانعة للتسرب أو طرق الجلفنة التي تغطي أسطح الحديد ماديًا ولكنها غالبًا ما تتدهور بمرور الوقت، خاصة في الظروف القاسية مثل مياه البحر أو الرطوبة العالية. تميل هذه الطلاءات التقليدية إلى التقشر أو التآكل أو الفشل في الارتباط بإحكام بالمعدن، مما يتطلب صيانة وإعادة تطبيق متكررة. يقدم هذا الإنجاز نظامًا مزدوج الطبقات مرتبطًا كيميائيًا – مدعومًا بجزيئات الكربين الحلقي غير المتجانس (NHC)، مما يخلق حاجزًا أكثر استقرارًا ومتانة بكثير.
نُشرت النتائج في مجلة Angewandte Chemie التي تخضع لمراجعة الأقران.
قال غروس: “السر يكمن في كيمياء البرايمر”. “من خلال ضمان رابطة قوية على المستوى الجزيئي، قمنا بتطوير طلاء لا يقاوم التآكل فحسب، بل يحافظ أيضًا على سلامته بمرور الوقت.”
أظهرت الاختبارات المعملية التي أجريت في بيئات مياه مالحة شديدة التآكل الأداء المتفوق للطلاء، حيث أظهرت انخفاضًا كبيرًا في تكون الصدأ مقارنة بالعلاجات التقليدية. يقول الباحثون إن الالتصاق والاستقرار المحسنين يجعلان الطلاء مناسبًا بشكل خاص للاستخدام في البيئات البحرية والصناعية والخارجية حيث لا يمكن تجنب التعرض للرطوبة.
بالإضافة إلى المرونة الهيكلية، يمكن لطول عمر الطلاء أن يقلل من تكرار الإصلاحات والاستبدالات، مما يوفر حلاً أكثر استدامة وفعالية من حيث التكلفة للصناعات التي تعتمد على مكونات الحديد والفولاذ.
في البناء والبنية التحتية، يمكنه إطالة عمر الجسور وخطوط الأنابيب والخرسانة المسلحة. يمكن للقطاعات البحرية والساحلية استخدامه لحماية السفن ومنصات النفط والمعدات تحت الماء من تآكل مياه البحر. كما أن لديها إمكانات في النقل، لحماية القطارات والشاحنات والمركبات الأخرى من الصدأ، خاصة في المناخات القاسية. يمكن للصناعات التحويلية والصناعات الثقيلة الاستفادة من الآلات وخزانات التخزين الأكثر متانة، بينما قد يطبقها قطاع الطاقة على توربينات الرياح ومحطات الطاقة. حتى قطاعات الدفاع والفضاء والسلع الاستهلاكية يمكن أن تشهد معدات ومركبات ومنتجات أطول عمرًا.
قال البروفيسور غروس: “هذا الابتكار يمكن أن يعيد تشكيل كيفية تعاملنا مع حفظ المعادن”. “إنه يوفر للصناعات طريقة موثوقة وطويلة الأجل لحماية البنية التحتية الحيوية.”
