Дослідники з Інституту досліджень полімерів імені Макса Планка в Німеччині виявили механізм руйнування захисних покриттів, який раніше не враховувався при розробці антикорозійних матеріалів для автомобілів та інших конструкцій. Згідно з отриманими даними, краплі дощу під час руху по поверхнях набувають електричного заряду, який за певних умов стає достатнім для пробою ізоляційного шару. Цей процес не є звичайним абразивним впливом чи хімічною корозією, а являє собою локальний електричний розряд, подібний до дії іскри, що пошкоджує цілісність матеріалу.
Науковці Чжунюань Ні, Рюдігер Бергер та Ганс-Юрген Батт встановили, що явище відоме як слайд-електризація виникає під час ковзання краплі води по діелектричній поверхні, такій як лакофарбове покриття автомобіля або пластикова панель. У процесі цього контакту відбувається перенесення заряду, причому напруга на краплі може сягати 9000 вольтів. Досі вважалося, що корозія металів спричинена лише механічним тертям вологи та дією розчинених у ній солей, проте тепер очевидно, що електричний фактор відіграє критичну роль у виникненні мікротріщин.
Для перевірки цієї гіпотези дослідницька група використовувала краплі об’ємом 35 мікролітрів, що відповідає розміру типової дощової краплі, з додаванням солі для імітації природних опадів. Краплі ковзали по схилу під кутом 50 градусів на відстань 4 сантиметри, після чого падали на мідну пластину з тефлоновим покриттям товщиною 60 нанометрів. Отримані результати підтвердили, що заряд, накопичений під час ковзання, дозволяє краплі буквально пробивати захисний шар, створюючи умови для подальшої корозії матеріалу під ним.
В експериментах використовували різні поверхні, зокрема листя рослин, плити з полівінілхлориду, прозорий полістирол та кварц з фторованим покриттям. Виміряні значення заряду варіювалися від 0,2 нанокулона до 2 нанокулонів. Така величина заряду в краплі відповідного об’єму еквівалентна кількості електрики, що генерує тисячі вольтів напруги. Ці дані вказують на те, що існуючі методи захисту поверхонь, такі як полімерні плівки чи фарби, можуть бути вразливими до електричних пошкоджень, які виникають під час звичайних дощів у реальних умовах експлуатації.
Автори дослідження акцентують увагу на тому, що розуміння цього явища вимагає перегляду стандартних підходів до створення антикорозійних покриттів. Оскільки традиційні інструменти захисту розраховані на протидію хімічному та механічному впливу, вони не враховують здатність електричного розряду долати ізоляційні властивості матеріалів. Подальші роботи в цій галузі будуть спрямовані на пошук способів нейтралізації зарядів, що накопичуються під час руху крапель, а також на розробку матеріалів з вищою стійкістю до подібних електричних впливів у природному середовищі.
