UC头条：“腐蚀”悄悄蚀走5万亿元? 科学大腕解开腐蚀背后的“谜”……
读创/深圳商报驻穗记者 姚嘉莉 通讯员 熊知一
每年4月22日是世界腐蚀日。我们还不知道，腐蚀所造成的的损失竟然是自然灾害损失的10倍之多。近日，曾经为“嫦娥”系列探测器穿上“防护服”的中国科学院沈阳分院院长、国家金属腐蚀控制工程技术研究中心主任韩恩厚，在广东科学中心等单位联合举办的珠江科学大讲堂第83讲上，科学解析腐蚀现象的危害及应对之道。
点击加载图片
“腐蚀”无处不在 应对太空腐蚀迫在眉睫
“腐蚀是无声的威胁。”韩恩厚说，早在2003年，中科院院士柯伟就曾经发布了《中国腐蚀调查报告》，提出我国腐蚀总成本约占5%的GDP，而在世界范围内，美国的比例为3.4%，日本则小于3%。如果按此比例计算，比如我国2020年因为腐蚀造成的损失将达到5万亿元，而每年我国各类自然灾害所造成的损失总和大约为5000亿元。也就是说，腐蚀损失是各类自然灾害所造成的损失的10倍之多。
科学是如何定义“腐蚀”的？
韩恩厚说，腐蚀在日常生活工作中非常常见，从科学上说，腐蚀是材料与周边环境（介质）之间相互作用而引起的材料的破坏或变质（特别是通过化学与电化学反应），通过腐蚀，会让我们经过一系列工业流程制造出来的材料，重新变成矿石状态，回到热力学的稳定状态。
腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种形态，均匀腐蚀比较容易进行预测和控制，而局部腐蚀是导致金属材料发生灾难性事故的重要原因，很难被检测。腐蚀会造成巨大破坏。韩恩厚介绍说，腐蚀会造成各种严重的影响。由于腐蚀作用，金属材料将会产生重金属离子污染土壤、植物和水。很多铜制的雕塑，都面临着腐蚀的威胁，里面的铜铅离子经过雨雪融化而被冲蚀到土壤中去。根据数据统计，美国纽约在过去的50年中，土壤中的铜含量不断线性增加。
此外，大量的珍贵文物都因为腐蚀而被破坏。有1000多年历史的沧州铁狮子因为腐蚀，而变得千疮百孔，几乎难以站立，需要通过搭建支架才能保证站立。美国的自由女神像原本设计千年，但也遇到了严重腐蚀的问题，最后经过耗时2年，耗资3亿美元进行维修。法国的埃菲尔铁塔每年的维护费用达到了1370万欧元。
而高速运行的飞机和高铁等交通工具，更是有可能因为腐蚀导致材料疲劳而引发严重事故。在美国，就曾经发生过飞机在降落过程中，飞机的顶部被掀起，背后的原因正是铝合金材料出现了腐蚀。腐蚀是很多重大工程事故的背后真凶。2001年四川宜宾市南门大桥轰然断裂，预计百年寿命实际仅仅使用了11年就发生了断裂，事故原因是承重钢缆的应力腐蚀。
随着航空航天的发展，我国应对太空腐蚀的需求更是迫在眉睫。嫦娥系列、天问一号的探测器有很多大型部件都需要做抗腐蚀。国内自主技术做的防腐蚀技术，就是让表面生成非常薄的膜层，厚度不到一微米，差不多是头发丝的千分之一，就这么一点膜层我们能够实现太空防护。防腐蚀技术在国际上有美国专利、也有中国专利。当年全球11家单位国际盲评，全球做的最好的前十几家单位都做了测评。中国人的防腐蚀技术，他们评价技术性能最佳、成本最低，各项指标国际领先，适合于规模使用。
注意！不要用钢锅铁锅熬中药
在日常生活中，不要用钢锅铁锅熬中药。韩恩厚还告诉大家，不锈钢其实并不能保证不会生锈。通过电子透镜对不锈钢在微观层面上进行观察，发现不锈钢同样会产生腐蚀现象。而微生物在与金属接触时，会将酸性排泄物排到金属物质上，导致腐蚀。在日常生活中，韩恩厚建议说，不锈钢锅中尽量不要放置盐和醋，尽快把有盐醋的食物倒出，而且在钢锅、铁锅中不要熬中药，刚拧开水龙头的水最好不用，稍微流一会再用。包括金、银、白金在内的贵金属，不容易生锈的原因在于，部分金属阳离子的标准电极电位为正值，化学活性较弱，不与水等介质发生反应。那么延伸到外太空，月球环境与火星环境存在明显差异，同样是航天部件，其耐腐蚀性有着不同的要求。同一个部件，前后面由于背对或面对太阳，会导致300多度的温差。
2500年前的先进防腐蚀技术依旧是个谜
腐蚀虽然无处不在，但不用过度担心，因为人类的科技水平已经发展出很多应对腐蚀的方法。2500年前古人就已经掌握先进的防腐蚀技术。韩恩厚说，可以通过很多方法来控制腐蚀，涂料涂装、耐腐蚀材料和表面处理是最常用的手段。通过调整钢铁材料中的化学元素成分、微观结构、腐蚀产物膜的性质，实现降低电化学反应速度，从而可以显著改善钢铁的耐腐蚀性。他说，2500年前的越王勾践剑和吴王夫差矛，在出土时居然没有腐蚀，原来当时就已经做了防腐蚀处理，所以出土时剑刃明亮锋利，金黄的青铜本色仍然一目了然，说明我们的祖先就已经有了先进的防腐蚀技术，甚至直到现在科学家都不知道古人是如何做的。
还有一种处理方式是覆盖层，在金属表面涂覆一层耐水、氧、离子渗透的材料，起到隔离腐蚀的作用。在航天事业中，防腐蚀技术至关重要。因为需要耐腐蚀材料与防腐蚀技术，应对空间原子氧腐蚀、低温真空、冷热循环、老化等一系列的极端环境挑战。韩恩厚强调，要对金属结构进行健康监测与检测，这是腐蚀控制决策的决策依据。
可以化腐蚀为神奇吗？
然而，腐蚀真的只是有害无益吗？韩恩厚说，其实，腐蚀现象也有可被利用的地方。其中，干电池就是典型的腐蚀应用，电池内部的中心碳棒发生腐蚀后，产生了电流。而在生活中，科学家们已经研发出可降解的心血管支架、骨内固定器件，其原理就是腐蚀，通过设定器材的腐蚀寿命，就可以让器材不会长期在体内存在，在体内自然消解，而无须再利用手术等手段取出。
审读：孙世建