錆は毎年何千億ドルもの損害をもたらしますが、人々はどのように対処しているのでしょうか?

Gỉ sét gây tốn hàng trăm tỉ USD mỗi năm, con người đối phó thế nào? - Ảnh 1. — 金属製の自転車を雨ざらしの屋外に数日間放置した後、光沢のある表面が赤茶色に変色し、剥がれ落ちてザラザラになったことはありませんか？それが金属の「静かな敵」、サビです。 - 写真：AI

錆は私たちの身の回りのあらゆる場所で発生します。自転車や車は、長期間の雨風によってフレームやシャーシが腐食します。古い水道管は内部から腐食することが多く、赤褐色の水が流れ出ます。キッチンでも、シンクや蛇口の周りに溜まった水は、オレンジがかった黄色の汚れを残しやすく、落とすのが困難です。

より大きな規模で見ると、錆は船舶や鉄橋を侵し、漏水を引き起こし、深刻な事故や莫大な経済的損失につながる可能性があります。

錆はどのように発生するのでしょうか?

錆は酸化と呼ばれる化学反応の結果です。鉄や鋼の表面が水（または湿気）と空気中の酸素に触れると、鉄原子は電子を失い始め、実質的に「エネルギーを失う」一方で、酸素はそれらの電子を「奪い取ります」。鉄、酸素、水が結合することで、よく知られている赤褐色の緑青である酸化鉄（Fe₂O₃）が生成されます。

この錆層は多孔質構造で剥がれやすく、水と酸素が内部深くまで浸透し続け、腐食が進行します。また、車のフレームや手すりに小さな錆が発生しても、すぐに対処しないとあっという間に広がってしまうのも、このためです。

さらに、沿岸地域や道路の氷を溶かすために塩が使用される地域などの塩分の多い環境では、塩が水の伝導率を高め、腐食プロセス中に電子がより速く移動するのを助けるため、酸化反応が何倍も速く起こります。

毎年数千億ドルの費用がかかる

錆は美観や技術上の問題であるだけでなく、莫大な経済的負担も伴います。世界的に、腐食した機器、車両、構造物の修理、メンテナンス、交換にかかる費用は、年間数千億ドルに上ると推定されています。

運輸業界では、錆により自動車のシャーシ、自転車のフレーム、線路が損傷し、危険な状態を引き起こし、車両の寿命が短くなります。

工業分野では、腐食した油や水道管、タンクが漏れて生産の中断や環境被害を引き起こす可能性があります。

道路や橋のインフラや海洋構造物では、鉄の腐食にすぐに対処しないと、崩壊や故障、あるいは高額な修理費用がかかる事態につながる可能性があります。

多くの研究によると、適切な防錆対策を施すだけで、年間のメンテナンスおよび交換コストを 15 ～ 35% 節約でき、重大な事故のリスクを最小限に抑えることができます。

錆を防ぐ効果的な方法

錆の化学的メカニズムの理解のおかげで、腐食の進行を防いだり遅らせたりするための多くの解決策が発見されました。一般的な対策としては、以下のようなものがあります。

表面コーティング：塗装は金属にとって「レインコート」のような役割を果たします。塗装層は、鉄鋼表面への酸素と水分の直接接触を防ぎます。これらは錆の発生に不可欠な要素です。そのため、鉄製のドア枠、フェンス、船体、橋桁など、定期的な塗装は、寿命を延ばすだけでなく、新品のような輝きを保つことにも役立ちます。

乾燥した状態を保つ：湿気は錆の大きな原因です。そのため、金属製の工具は乾燥した風通しの良い場所に保管するか、除湿器を使用して保管してください。屋外に設置する機械は、雨風から守ることで腐食のリスクを軽減できます。

亜鉛メッキ：亜鉛メッキ技術は、鉄の外側に金属の「犠牲層」を作ります。亜鉛が最初に酸化され、耐久性のある酸化亜鉛層が形成され、酸素や水が下の鉄に到達するのを防ぎます。この方法は、電柱、鉄骨構造物、屋外フェンスなどでよく見られます。

ステンレス鋼の使用：ステンレス鋼は、鉄とクロム、そして他の金属との合金です。空気に触れると、クロムは髪の毛の数十万分の1の薄さの極薄酸化クロム層を形成しますが、非常に耐久性があり透明です。特に、この層は「自己修復」する性質があり、傷が付いてもクロムは酸素と素早く反応して保護層を再生します。そのため、ステンレス鋼は刃物、シンク、医療機器など、幅広い用途に使用されています。

透過型電子顕微鏡を用いることで、科学者は個々の金属原子が電子を失い、酸化していく様子を観察することができます。例えば、アルミニウムは酸素や水蒸気にさらされると、すぐに耐久性のある酸化アルミニウムの層を形成し、反応の進行を止めます。一方、鉄は多孔質の錆層を形成し、腐食が進行するのを防ぎます。

このプロセスをさらに深く研究することで、橋や太陽電池からより安全な飛行機に至るまで、より強力な材料を作ることができるようになるかもしれない。

ミン・ハイ

出典: https://tuoitre.vn/gi-set-gay-ton-hang-tram-ti-usd-moi-nam-con-nguoi-doi-pho-the-nao-20250812163539127.htm