比分直播 表面化学揭示腐蚀秘密

铁、水、氧和离子之间的相互作用很快变得复杂。 MTU科学家 开发了一种更精确的方法来观察铁矿石（如铁锈）的形成方式。

用肉眼很容易看出，将旧钉子留在雨中会导致 生锈。什么需要显微镜和光谱学敏锐的眼睛和灵敏的鼻子 正在观察铁如何腐蚀并形成新的矿物质，特别是在含有 少许钠和钙。

得益于足球比赛结果化学家开发的新技术， 可以通过表面分析更详细地研究该过程的初始阶段。 该团队由领导凯瑟琳·佩林，化学助理教授，物理化学杂志 A.

该小组的主要发现是溶液中的阳离子 - 带正电荷的钠 或钙离子 - 影响暴露在空气中时生长的碳酸盐膜的类型， 由大气中的氧气和二氧化碳组成。逐渐曝光 氧气和二氧化碳产生特定于阳离子的碳酸盐膜。铁 不同形状和形态的氢氧化物没有逐渐暴露在空气中， 不特定于阳离子。

更好地了解这一过程以及矿物质形成的速度开辟了可能性 用于监测二氧化碳捕获、水质副产品和改善基础设施 旧桥梁、旧管道的管理。

方法论走向跨学科

尽管铁锈和相关的铁矿物是地球上生命的众所周知的一部分 从表面上看，它们形成的环境相当复杂多样。生锈通常是 由氧化铁和氢氧化铁组成，但腐蚀也会产生碳酸铁 和其他矿物形成。对于每种形式，很难理解最好的 阻止或生长它的条件。佩林指出了一些重大环境问题，例如 以弗林特水危机为例，说明像生锈这样简单的东西如何如此容易 陷入更复杂、不想要的后续反应。

“我们希望测量和揭示真实环境中的化学反应，”Perrine 说，并补充说她的团队特别关注表面化学、薄层 以及水、金属和空气相互作用的薄膜。 “我们必须使用高水平的 我们的分析工具具有[表面]敏感性，可以返回正确的信息，以便我们 可以真正说出什么是表面机制以及[铁]如何转变。”

材料表面科学的研究本质上是跨学科的；从材料 从科学到地球化学，从土木工程到化学，Perrine 看到了她的工作 作为一座桥梁，帮助其他学科更好地了解其流程、模型和干预措施 和创新。为此，她的团队的研究需要高精度和敏感性。

虽然确实存在监测表面腐蚀和薄膜生长的其他方法，但 Perrine 的方法 实验室使用表面化学方法，可用于分析其他还原 以及复杂环境中的氧化过程。他们在一系列论文中审查了 他们—评估电解质成分的变化并使用氧气和二氧化碳 以空气为反应物，实时观察.

精确测量是观察化学的分子镜头

团队使用的分析技术是表面敏感技术：偏振 调制红外反射吸收光谱 (PM-IRRAS)，总衰减 反射-傅立叶变换红外 (ATR-FTIR) 光谱、X 射线光电子 光谱（XPS）和原子力显微镜（AFM）。

“光谱学告诉我们化学变化；显微镜告诉我们物理变化，” 佩林说。 “实时[成像]这些腐蚀实验真的很困难 使用 AFM] 因为表面在不断变化，溶液也在变化 腐蚀期间。”

图像确实揭示了表面的一系列凹坑、咀嚼和退化， 称为腐蚀，它会产生矿物质生长的成核位点。的 关键部分是观察初始阶段作为时间的函数。

“我们可以观察腐蚀和薄膜生长随时间的变化。氯化钙 【解决办法】往往腐蚀表面的速度更快，因为我们有更多的氯离子， 但碳酸盐的形成速度也更快，”Perrine 说道，并补充说，可以看到氯化钠溶液如何逐渐腐蚀铁的表面 随着溶液干燥，继续形成铁锈。

她补充说，由于铁在环境系统中无处不在，因此会减缓和 密切观察矿物形成归结为调整其形成方式的变量 在不同的溶液和暴露于空气中会发生变化。

团队的表面催化方法帮助研究人员更好地了解基本原理 环境科学和其他类型的表面过程。希望他们的 方法可以帮助揭示造成水污染的机制，找到解决问题的方法 减少二氧化碳排放，防止桥梁倒塌并激发更智能的设计和 更清洁的燃料，并提供对地球地球化学过程的更深入的了解。

足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。