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May 31, 2023

Chitosane vert et durable

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 13209 (2022) Citer cet article 1819 Accès à 9 citations Détails des métriques Une correction de l'auteur à cet article a été publiée le 6 octobre 2022.

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 13209 (2022) Citer cet article

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Une correction de l'auteur à cet article a été publiée le 6 octobre 2022.

Cet article a été mis à jour

L’application de revêtements anticorrosion écologiques et durables devient de plus en plus intéressante pour la protection des matériaux métalliques dans des environnements agressifs. Ici, une nanopoudre composite cristalline stable de chitosane/gomme arabique (CGAC) a été synthétisée et caractérisée avec succès par diverses méthodes. La nanopoudre CGAC à différentes doses (25, 50, 100 et 200 ppm) a été utilisée pour recouvrir des échantillons d'acier doux et a examiné sa capacité anticorrosion dans une solution de NaCl à 3,5 % en poids à l'aide de mesures gravimétriques, électrochimiques et de techniques de caractérisation de surface. Toutes les méthodes ont donné des résultats cohérents, révélant que les revêtements nanocomposites peuvent conférer de bonnes propriétés anticorrosion au substrat en acier. L'efficacité de protection obtenue a été améliorée avec l'augmentation de la dose de CGAC dans la couche de surface appliquée, atteignant 96,6 % pour le revêtement à 200 ppm. Les morphologies de surface SEM et AFM d'échantillons non revêtus et revêtus après l'inondation dans la solution saline ont montré que le revêtement CGAC peut bloquer les sites corrosifs actifs sur la surface de l'acier et empêcher les ions Cl- agressifs d'attaquer le substrat métallique. L’angle de contact des gouttelettes d’eau a apporté un soutien supplémentaire puisqu’il est passé de 50,7° pour la surface vierge non revêtue à 101,2° pour celle revêtue. La recherche actuelle démontre un revêtement nanocomposite naturel et fiable prometteur pour protéger les structures en acier doux dans l’environnement marin.

Les revêtements écologiques et efficaces font partie des approches clés pour protéger l’apparence, la résistance, les performances et la fonctionnalité de la plupart des structures métalliques contre les attaques de l’environnement. Par conséquent, le développement de revêtements anticorrosion fonctionnels et intelligents avancés dans de nombreuses applications technologiques est actuellement une priorité majeure de l’académie scientifique. Le chitosane (Ch) est un copolymère linéaire comprenant du β-(1,4)-2-amido-2-désoxy-D-glucane (glucosamine) et du β-(1,4)-2-acétamido-2-désoxy-D- glucane (N-acétylglucosamine) qui peut être synthétisé à partir de la chitine par désacétylation alcaline partielle. La chitine est le deuxième polysaccharide le plus répandu dans la nature, après la cellulose, et est largement distribuée dans le monde, généralement extraite des coquilles de crustacés et de l'exosquelette de nombreux arthropodes. Les polysaccharides constituent la plus grande catégorie de biopolymères, principalement dérivés de plantes, d'animaux, de champignons et de bactéries1,2. Les caractéristiques des biopolymères polysaccharidiques sont compatibles avec les exigences mondiales, notamment en matière d’environnement3,4,5. En raison de leur origine naturelle, ces polymères naturels sont biodégradables, non toxiques, hautement réactifs avec de multiples sites d'adsorption et une large gamme de spécifications6,7. Lorsque le chitosane est dissous dans une solution diluée d’acide acétique, les groupes amine sont protonés et les charges positives résultantes confèrent à la macromolécule des caractéristiques de type polyélectrolyte. La biocompatibilité, l'activité antibactérienne, la biodégradabilité et l'excellente capacité filmogène exceptionnelle ne sont que quelques-unes de ses caractéristiques physicochimiques distinctives qui ont attiré l'attention de nombreux chercheurs. Ces propriétés physicochimiques fascinantes, entre autres, ont suscité l’intérêt scientifique et industriel dans divers domaines, notamment la biotechnologie, la pharmacie, la biomédecine, l’emballage, le traitement des eaux usées, les cosmétiques et les sciences alimentaires8,9,10,11,12. En raison de ses propriétés uniques, notamment une capacité filmogène élevée, une adhérence supérieure aux surfaces métalliques et une polyvalence associée à la facilité de fonctionnalisation chimique, le chitosane et ses composites peuvent constituer une option viable pour des applications en tant que barrière de revêtement protecteur contre la corrosion des métaux. substrats comme pour les alliages à base de cuivre et d’aluminium13,14. Gebhardt et al.15 ont également caractérisé le comportement des revêtements électrophorétiques de chitosane sur l'acier inoxydable dans des conditions physiologiques. Pendant ce temps, John et al.16 ont utilisé l'approche de revêtement par immersion sol-gel pour étudier l'inhibition de la corrosion de l'acier doux par des revêtements nanocomposites chitosane/TiO2 dans des solutions acides. De même, le chitosane et certains de ses dérivés peuvent être utilisés comme inhibiteurs de corrosion de l’acier au carbone17 et de l’acier inoxydable18 dans du NaCl à 3,5 %. Cependant, les composants seuls ne sont pas assez efficaces contre les milieux corrosifs (acides, alcalins ou neutres) et peuvent présenter de nombreux inconvénients dans une utilisation à grande échelle, où la solubilité ainsi que la stabilité seraient d'un intérêt primordial19,20,21. . Par conséquent, l’utilisation de composites de polysaccharides est de plus en plus requise dans l’industrie pour obtenir des résultats prometteurs22,23,24,25.