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May 31, 2023

친환경적이고 지속 가능한 키토산

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 13209(2022) 이 기사 인용 1819 액세스 9 인용 지표 세부 정보 저자 이 기사에 대한 수정은 2022년 10월 6일에 출판되었습니다.

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 13209(2022) 이 기사 인용

1819 액세스

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이 기사에 대한 저자 수정 사항은 2022년 10월 6일에 게시되었습니다.

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친환경적이고 지속 가능한 방식 코팅의 적용은 공격적인 환경에서 금속 재료를 보호하기 위한 관심이 급증하고 있습니다. 여기서, 안정적인 결정질 키토산/아라비아 고무 복합재(CGAC) 나노분말이 다양한 방법으로 성공적으로 합성되고 특성화되었습니다. 다양한 용량(25, 50, 100 및 200ppm)의 CGAC 나노분말을 사용하여 연강 샘플을 코팅하고 중량 측정, 전기화학적 측정 및 표면 특성화 기술을 사용하여 3.5wt.% NaCl 용액에서 부식 방지 능력을 조사했습니다. 모든 방법은 나노복합체 코팅이 강철 기판에 우수한 방식 특성을 부여할 수 있음을 나타내는 일관된 결과를 가져왔습니다. 200ppm 코팅에 대해 96.6%를 달성하는 적용된 표면층의 CGAC 선량이 증가함에 따라 획득된 보호 효율이 향상되었습니다. 식염수 용액에 침수된 후 코팅되지 않은 샘플과 코팅된 샘플의 SEM 및 AFM 표면 형태는 CGAC 코팅이 강철 표면의 활성 부식 부위를 차단하고 공격적인 Cl- 이온이 금속 기판을 공격하는 것을 방지할 수 있음을 보여주었습니다. 물방울 접촉각은 코팅되지 않은 깨끗한 표면의 경우 50.7°에서 코팅된 표면의 경우 101.2°로 증가함에 따라 추가 지원을 제공했습니다. 현재 연구는 해양 환경에서 연강 구조물을 보호하기 위한 유망하고 신뢰할 수 있는 천연 나노복합 코팅을 보여줍니다.

친환경적이고 효율적인 코팅은 환경 공격으로부터 대부분의 금속 구조물의 외관, 강도, 성능 및 기능성을 보호하기 위한 핵심 접근 방식 중 하나입니다. 따라서 많은 기술 응용 분야에서 고급 기능성 및 스마트 방식 코팅의 개발은 현재 과학 아카데미의 주요 초점입니다. 키토산(Ch)은 β-(1,4)-2-아미도-2-데옥시-D-글루칸(글루코사민)과 β-(1,4)-2-아세트아미도-2-데옥시-D-를 포함하는 선형 공중합체입니다. 부분적인 알칼리성 탈아세틸화를 통해 키틴으로부터 합성될 수 있는 글루칸(N-아세틸글루코사민). 키틴은 자연에서 셀룰로오스 다음으로 가장 흔한 다당류이며 전 세계에 널리 분포되어 있으며 일반적으로 갑각류의 껍질과 많은 절지동물의 외골격에서 추출됩니다. 다당류는 주로 식물, 동물, 곰팡이 및 박테리아에서 파생되는 생체 고분자의 가장 큰 범주입니다1,2. 다당류 바이오폴리머의 특징은 전 세계적인 요구 사항, 특히 환경에 대한 요구 사항을 충족합니다3,4,5. 천연 기원으로 인해 이러한 천연 폴리머는 생분해성이고 독성이 없으며 여러 흡착 부위와 반응성이 높으며 사양이 다양합니다6,7. 키토산이 묽은 아세트산 용액에 용해되면 아민 그룹이 양성자화되고 결과적인 양전하가 거대분자 고분자 전해질과 유사한 특성을 부여합니다. 생체 적합성, 항균 활성, 생분해성, 탁월한 필름 형성 능력은 많은 연구자들의 관심을 끌었던 독특한 물리화학적 특성 중 일부에 불과합니다. 이러한 흥미로운 물리화학적 특성은 생명공학, 제약, 생물의학, 포장, 폐수 처리, 화장품, 식품과학을 포함한 다양한 분야에서 과학적, 산업적 관심을 불러일으켰습니다8,9,10,11,12. 높은 필름 형성 능력, 금속 표면에 대한 탁월한 접착성, 화학적 기능화의 용이성과 관련된 다용성을 포함한 고유한 특성으로 인해 키토산과 그 복합재는 금속 부식에 대한 보호 코팅 장벽으로 응용할 수 있는 실행 가능한 옵션이 될 수 있습니다. 구리 기반 및 알루미늄 기반 합금과 같은 기판. 또한 Gebhardt 등15은 생리학적 조건에서 스테인리스강에 대한 전기영동 키토산 코팅의 거동을 특성화했습니다. 한편, John et al.16은 산성 용액에서 키토산/TiO2 나노복합체 코팅에 의한 연강의 부식 억제를 연구하기 위해 졸-겔 딥 코팅 접근법을 사용했습니다. 마찬가지로, 키토산과 그 파생물 중 일부는 3.5% NaCl에서 탄소강17과 스테인리스강18의 부식 억제제로 사용될 수 있습니다. 그러나 단일 구성 요소만으로는 부식성 매체(산성, 알칼리성 또는 중성)에 대해 충분히 효과적이지 않으며 용해도와 안정성이 가장 중요한 대규모 사용에서는 많은 단점이 있을 수 있습니다19,20,21 . 결과적으로, 유망한 결과를 얻기 위해서는 업계에서 다당류 복합재의 사용이 더욱 요구됩니다22,23,24,25.