녹으로 인한 손실은 매년 수천억 달러에 달하는데, 사람들은 이를 어떻게 처리할까요?

녹은 금속 표면의 광택을 잃을 뿐만 아니라 구조물을 조용히 약화시켜, 마당의 자전거부터 수십 년 된 다리까지 큰 피해를 입힙니다.

금속 자전거를 며칠 동안 비에 젖어 두었다가 잠시 후, 윤이 나는 표면이 적갈색으로 변하고 벗겨지며 거칠어진 것을 경험해 보신 적이 있나요? 바로 금속의 "침묵의 적", 녹입니다. - 사진: AI

녹은 우리 주변 어디에나 나타날 수 있습니다. 자전거나 자동차의 경우, 장기간 비바람에 노출되면 프레임과 차대가 부식됩니다. 오래된 수도관은 내부에서부터 부식되어 물이 적갈색으로 흘러나오는 경우가 많습니다. 심지어 주방에서도 싱크대나 수도꼭지 주변에 고인 물은 제거하기 어려운 주황색 얼룩을 쉽게 남길 수 있습니다.

더 큰 규모로 보면, 녹은 선박과 철교에 침투하여 누수를 일으켜 심각한 사고와 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있습니다.

녹은 어떻게 생기나요 ?

녹은 산화라는 화학 반응의 결과입니다. 철이나 강철 표면이 물(또는 습기)과 공기 중의 산소와 접촉하면 철 원자는 전자를 잃기 시작하여 본질적으로 "에너지를 잃는" 반면, 산소는 그 전자를 "잡습니다". 철, 산소, 그리고 물이 결합하면 산화철(Fe₂O₃)이 생성되는데, 이것이 우리에게 익숙한 적갈색 녹청입니다.

이 녹층은 다공성 구조를 가지고 있어 쉽게 벗겨져 물과 산소가 깊숙이 침투하여 부식 과정을 지속시킵니다. 자동차 프레임이나 난간에 생긴 작은 녹이 신속하게 처리하지 않으면 빠르게 확산되는 것도 이러한 이유 때문입니다.

또한 해안 지역이나 도로에서 얼음을 녹이기 위해 소금을 뿌리는 지역과 같이 염분이 많은 환경에서는 산화 반응이 몇 배나 더 빨리 일어납니다. 소금이 물의 전도도를 높여 부식 과정에서 전자의 이동을 돕기 때문입니다.

매년 수천억 달러의 비용이 발생합니다.

녹은 미관상이나 기술적 문제일 뿐만 아니라 막대한 경제적 부담을 초래합니다. 전 세계적으로 부식된 장비, 차량, 구조물의 수리, 유지 보수 및 교체 비용은 매년 수천억 달러에 달하는 것으로 추산됩니다.

운송업계에서는 녹이 자동차 섀시, 자전거 프레임, 기차 선로를 손상시켜 안전하지 못한 환경을 조성하고 차량 수명을 단축시킵니다.

산업 분야에서는 부식된 석유 및 물 파이프나 탱크가 누출되어 생산이 중단되고 환경이 손상될 수 있습니다.

도로와 교량 인프라, 해양 구조물의 경우, 철근 부식을 즉시 해결하지 않으면 붕괴, 파손 또는 비용이 많이 드는 점검으로 이어질 수 있습니다.

많은 연구에 따르면, 우수한 방청 조치를 적용하는 것만으로도 연간 유지관리 및 교체 비용을 15~35% 절감할 수 있으며, 심각한 사고의 위험도 최소화할 수 있습니다.

녹을 예방하는 효과적인 방법

녹의 화학적 메커니즘을 이해하게 되면서 사람들은 부식 과정을 예방하거나 늦추는 다양한 해결책을 찾아냈습니다. 몇 가지 일반적인 방법은 다음과 같습니다.

표면 코팅: 페인트는 금속의 "비옷"과 같은 역할을 합니다. 페인트 층은 산소와 습기가 철과 강철 표면에 직접 닿는 것을 방지하는데, 이 두 가지 요소는 녹 발생의 필수 요소입니다. 따라서 철제 문틀, 울타리, 선박 선체 또는 교량 거더에 이르기까지 주기적인 코팅은 수명을 연장할 뿐만 아니라 새것처럼 밝고 깨끗한 외관을 유지하는 데 도움이 됩니다.

물품을 건조하게 유지하세요. 습기는 녹 발생의 주요 원인입니다. 따라서 금속 공구는 건조하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관하거나 제습기를 사용하는 것이 좋습니다. 실외에 있는 기계의 경우, 비바람을 막아주는 덮개를 씌워두면 부식 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

아연 도금: 아연 도금 기법은 철 표면에 "희생" 금속층을 형성합니다. 아연이 먼저 산화되어 내구성 있는 산화아연층을 형성하여 산소와 물이 그 아래 철에 닿지 않도록 합니다. 이 방법은 전신주, 철골 구조물, 또는 야외 울타리 등에 흔히 사용됩니다.

스테인리스 스틸 사용: 스테인리스 스틸은 철과 크롬 및 기타 금속의 합금입니다. 크롬은 공기에 노출되면 머리카락보다 수십만 배나 얇지만 매우 내구성이 뛰어나고 투명한 초박형 크롬 산화물 층을 형성합니다. 특히 이 층은 "자가 회복" 능력을 가지고 있습니다. 긁히면 크롬은 산소와 빠르게 반응하여 보호층을 재생합니다. 이러한 특성 덕분에 스테인리스 스틸은 칼, 싱크대, 의료 장비 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다.

투과전자현미경을 이용하여 과학자들은 개별 금속 원자가 전자를 잃고 산화되는 과정을 관찰할 수 있습니다. 예를 들어, 알루미늄은 산소나 수증기에 노출되면 즉시 산화알루미늄이라는 내구성 있는 층을 형성하여 반응이 더 이상 진행되지 못하게 합니다. 반면, 철은 다공성 녹층을 형성하여 부식이 지속되는 것을 방지합니다.

이 과정에 대한 심층적인 연구는 다리와 태양 전지부터 더 안전한 비행기까지 더 강한 재료를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

민하이

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