I ricercatori studiano da decenni gli effetti corrosivi del cloruro su vari materiali. Ora, grazie ai computer ad alte prestazioni del San Diego Supercomputer Center (SDSC) dell'UC San Diego e del Texas Advanced Computing Center (TACC), sono stati simulati modelli dettagliati per fornire nuove informazioni su come il cloruro porta alla corrosione sui metalli strutturali, con conseguenti impatti economici e ambientali.

Condotto da un team del College of Engineering dell'Oregon State University (OSU), uno studio che discute queste nuove informazioni è stato pubblicato in Degrado dei materiali , un Natura giornale dei partner.

"Gli acciai sono i metalli strutturali più utilizzati al mondo e la loro corrosione ha gravi conseguenze economiche, ambientale, e implicazioni sociali, ", ha affermato il coautore dello studio Burkan Isgor, un professore di ingegneria civile e delle costruzioni dell'OSU. "Comprendere il processo di rottura dei film protettivi passivi ci aiuta a progettare leghe efficaci e inibitori di corrosione che possono aumentare la durata delle strutture esposte agli attacchi di cloruro".

Isgor ha lavorato a stretto contatto con il collega della OSU School of Engineering Líney Árnadóttir e con gli studenti laureati Hossein DorMohammadi e Qin Pang per condurre lo studio. In qualità di professore associato di ingegneria chimica, Árnadóttir ha affermato che il suo lavoro utilizza spesso metodi computazionali per studiare i processi chimici sulle superfici con applicazioni nel degrado dei materiali.

"Collaboriamo spesso con gruppi sperimentali e utilizziamo strumenti sperimentali di scienza delle superfici per integrare i nostri metodi computazionali, " ha detto. "Per questo studio ci siamo affidati alle allocazioni della National Science Foundation (NSF) Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) in modo da poter utilizzare Comet e Stampede2 per combinare diverse analisi ed esperimenti computazionali applicando approcci fisici e chimici fondamentali ad un problema applicato con un impatto sociale potenzialmente grande."

Il team dell'OSU ha utilizzato un metodo chiamato teoria del funzionale della densità (DFT) per indagare sulla struttura, magnetico, e proprietà elettroniche delle molecole coinvolte. Le loro simulazioni sono state corroborate anche da altri utilizzando la dinamica molecolare reattiva (Reax-FF MD), che ha permesso loro di modellare accuratamente i processi su nanoscala basati sulla chimica che portano alla rottura indotta dal cloruro dei film passivi di ferro.

"La modellazione della degradazione dei film di ossido in ambienti complessi è computazionalmente molto costosa, e può essere poco pratico anche su un piccolo cluster locale, " ha detto Isgor. "Non solo Comet e Stampede2 consentono di lavorare su più complessi, più realistico, e problemi di rilevanza industriale, ma anche questi computer ad alte prestazioni ci permettono di farlo in tempi ragionevoli, far progredire la conoscenza".