Как аптечный глицин делает антикоррозийное покрытие в 13 раз прочнее

Если вы хоть раз видели оцинкованные шурупы или подкузовные детали машины — это и есть гальваническое покрытие. На сталь наносят тонкий слой металла, чтобы защитить её от коррозии. Цинк — стандартное решение, дешёвое и рабочее, но не лучшее.

Сплав цинка с никелем (Zn-Ni) защищает в разы лучше — особенно от морской воды и солевого воздуха. Поэтому такое покрытие массово используется в автопроме и авиации, где обычный цинк уже не справляется.
Проблема в том, что сделать хороший Zn-Ni сплав сложнее, чем кажется. Если просто бросить в раствор ионы цинка и никеля и пропустить ток — получится «аномальное» соосаждение: цинка отложится много, а никеля — почти нет. Это контринтуитивно: никель — более «благородный» металл, и по логике должен оседать первым. Но в реальности он почему-то «застревает в очереди».

Что происходит. При электролизе у поверхности электрода среда становится щелочной (pH растёт с 3,5 до почти 7). В щелочной среде цинк образует гидроксид Zn(OH)+, который прилипает к электроду и блокирует никель — буквально пробка из ионов цинка, не пускающая никель к поверхности.

Алина Евгеньевна Тинаева из Воронежского государственного университета предложила решение — добавить в электролит глицин (ту самую аминокислоту, которую продают в аптеке как успокоительное). И глицин работает сразу как двойной агент:
✅ Как буфер — стабилизирует pH у электрода, не даёт ему вырасти. Нет щёлочи → нет гидроксида цинка → нет пробки.
✅ Как «ловушка» для ионов металлов — связывает и цинк, и никель в комплексы (глицинаты). В таком виде они разряжаются медленнее, и покрытие растёт более равномерно и гладко.

Результат:
🔢 Содержание никеля в покрытии выросло с ~10% до ~17% — состав сплава приблизился к оптимальному.
🔢Поверхность стала заметно глаже — без шероховатости и «дендритов».
🔢 Коррозионная стойкость улучшилась в разы. В одном из режимов скорость коррозии упала с 6,6 до 0,5 мкА/см² — то есть в 13 раз медленнее.
Бонусом — автор исправила стандартную математическую модель электрокристаллизации (Шарифкера-Мостани), которая раньше не учитывала ни аномальное соосаждение, ни выделение водорода, ни адсорбцию органики. Теперь можно предсказывать состав и качество покрытия заранее, а не подбирать режим наугад.

🇷🇺Кому это может быть интересно в России:
«АвтоВАЗ», «КАМАЗ», «ГАЗ» — крупные автопроизводители, для которых Zn-Ni покрытия крепежа и подкузовных деталей — стандарт против солевой коррозии. «Северсталь», ММК, НЛМК — производители оцинкованного проката; переход на сплавные покрытия с лучшей стойкостью — естественное продолжение их продуктовой линейки. Гальванические производства при оборонных предприятиях и автозаводах — прямые пользователи нового глицинового электролита. Институт физической химии и электрохимии им. Фрумкина РАН — ведущая организация по теме и научный партнёр для масштабирования технологии.

🎓Тинаева Алина Евгеньевна, кандидатская, 1.4.6. – Электрохимия, Воронежский государственный университет.

#электрохимия