חלודה נשמעת כמו בעיה לא מדאיגה במיוחד, אך העלות הציבורית שמושקעת במניעתה משמעותית מאוד. החלודה משנה את תכונות המתכת, מורידה את המוליכות החשמלית וגורמת לסדקים הפוגעים במוליכים חשמליים, שעליהם מבוססים מכשירים אלקטרוניקיים רבים.
במחקר חדש של האוניברסיטה העברית פותחה דרך חדשנית להגן על משטחי נחושת בפני התחמצנות והיווצרות חלודה. לדברי החוקרים, יישום הפיתוח יאפשר לא רק לחסוך מיליוני דולרים בהשקעות בתחזוקת נחושת ברחבי העולם, אלא גם יגדיל את העמידות של מכשירים אלקטרוניים מבוססי נחושת, ביניהם מחשבים וסמארטפונים. המחקר, שפורסם בכתב העת Angewandte Chemie, נערך על-ידי הסטודנטיות עינב עמית ואיריס ברג, בהובלת פרופ' אלעד גרוס מהמכון לכימיה באוניברסיטה.
החוקרים הסבירו כי לשיטות הנהוגות כיום למניעת היווצרות חלודה, כמו עירוב מתכות או ציפוי משטח בציפויים שונים, יש חסרונות שונים, כגון רעילות עקב שימוש במתכות כבדות, פגיעה בגמישות ובמוליכות החומר לאורך זמן או מחיר יקר. מגבלות אלו הובילו את צוות המחקר להשתמש בסוג חדשני של מולקולות שפותחו בעשור האחרון, המסוגלות ליצור שכבה פולימרית דקיקה נוגדת-חלודה על פני משטחי מתכת.
הציפוי זול וקל להכנה, יציב מאוד בתנאים קיצוניים כמו חשיפה לטמפרטורות גבוהות ולכימיקלים, וגם לא משנה את תכונות המתכת עצמה. "המולקולות בהן השתמשנו במחקר נקשרות חזק מאוד למתכת ובמקביל גם למולקולות סמוכות, כך שלמעשה הן יוצרות רשת הדוקה בעובי 2 ננו-מטרים, שהם מיליארדית המטר. השכבה האורגנית מספקת הגנה מפני חלודה ועמידה מאוד בתנאים שבהם ציפויים אחרים מאבדים יעילות", מסביר פרופ' גרוס.
באחד הניסויים שערך צוות המחקר, חצי משטח נחושת צופה בשכבה הננו-מטרית האורגנית והחצי השני נותר ללא ציפוי. לאחר חשיפה לבסיס חזק למשך שעתיים, תכונות החלק המצופה לא השתנו, בעוד שהחלק הלא מצופה התחמצן ושינה את צבעו את תכונותיו החשמליות.
פרופ' גרוס סיכם כי "היכולות לצפות משטחי נחושת בצורה אפקטיבית שתמנע היווצרות חלודה היא בעלת פוטנציאל משמעותי בתחומי המיקרו-אלקטרוניקה, בהם ישנו צורך בציפוי דק ונקודתי שלא יפריע לפעילות ההתקן החשמלי". הפיתוח הייחודי יאפשר פעילות תקינה וסדירה של התקנים חשמליים תחת תנאים סביבתיים שונים ויוביל לעמידות גבוהה יותר של מערכות אלקטרוניות.
