p Mudanças estruturais de superfície em filmes passivos de ferro causadas pela adsorção de OH e / ou Cl. (a) Fe (OH) 3, (b) Fe (OH) 2Cl, (c) Fe (OH) Cl2, (d) FeCl3. A localização do átomo de Fe da borda antes da adsorção é mostrada com uma linha tracejada laranja. Tipos de átomos indicados por branco (H), azul royal (Cl), grandes esferas rosa (Fe) e pequenas esferas vermelhas (O). Crédito:Oregon State University College of Engineering
p Os pesquisadores vêm estudando os efeitos corrosivos do cloreto em vários materiais há décadas. Agora, graças aos computadores de alto desempenho no San Diego Supercomputer Center (SDSC) na UC San Diego e no Texas Advanced Computing Center (TACC), modelos detalhados foram simulados para fornecer uma nova visão sobre como o cloreto leva à corrosão em metais estruturais, resultando em impactos econômicos e ambientais. p Conduzido por uma equipe da Faculdade de Engenharia da Oregon State University (OSU), um estudo discutindo essas novas informações foi publicado em
Degradação de Materiais , uma
Natureza jornal do parceiro.
p "Os aços são os metais estruturais mais usados no mundo e sua corrosão tem graves efeitos econômicos, de Meio Ambiente, e implicações sociais, "disse o co-autor do estudo Burkan Isgor, professor de engenharia civil e de construção da OSU. "Entender o processo de como os filmes passivos de proteção se quebram nos ajuda a projetar ligas eficazes e inibidores de corrosão que podem aumentar a vida útil de estruturas expostas a ataques de cloreto."
p Isgor trabalhou em estreita colaboração com o colega da Escola de Engenharia da OSU Líney Árnadóttir, bem como com os alunos de pós-graduação Hossein DorMohammadi e Qin Pang na condução do estudo. Como professor associado de engenharia química, Árnadóttir disse que seu trabalho costuma usar métodos computacionais para estudar processos químicos em superfícies com aplicações na degradação de materiais.
p "Frequentemente colaboramos com grupos experimentais e usamos ferramentas experimentais de ciências de superfície para complementar nossos métodos computacionais, ", disse ela." Para este estudo, contamos com alocações do Ambiente de Descoberta de Ciência e Engenharia Extrema da National Science Foundation (NSF) (XSEDE) para que pudéssemos usar Comet e Stampede2 para combinar diferentes análises computacionais e experimentos aplicando abordagens fundamentais de física e química a um problema aplicado com impacto social potencialmente grande. "
p A equipe OSU usou um método chamado teoria funcional da densidade (DFT) para investigar a estrutura, magnético, e propriedades eletrônicas das moléculas envolvidas. Suas simulações também foram corroboradas por outros usando dinâmica molecular reativa (Reax-FF MD), o que lhes permitiu modelar com precisão os processos em nanoescala baseados em química que levam à quebra induzida por cloreto de filmes passivos de ferro.
p "Modelar a degradação de filmes de óxido em ambientes complexos é computacionalmente muito caro, e pode ser impraticável mesmo em um pequeno cluster local, "disse Isgor." Não só Comet e Stampede2 tornam possível trabalhar em mais complexos, mais realista, e problemas industrialmente relevantes, mas também esses computadores de alto desempenho permitem que façamos dentro de um prazo razoável, levando o conhecimento adiante. "