Les chercheurs étudient les effets corrosifs du chlorure sur divers matériaux depuis des décennies. Désormais, grâce aux ordinateurs hautes performances du San Diego Supercomputer Center (SDSC) de l'UC San Diego et du Texas Advanced Computing Center (TACC), des modèles détaillés ont été simulés pour fournir de nouvelles informations sur la façon dont le chlorure conduit à la corrosion sur les métaux structurels, entraînant des impacts économiques et environnementaux.

Mené par une équipe du College of Engineering de l'Oregon State University (OSU), une étude discutant de cette nouvelle information a été publiée dans Dégradation des matériaux , une La nature revue partenaire.

« Les aciers sont les métaux de structure les plus utilisés dans le monde et leur corrosion a de graves conséquences économiques, environnemental, et les implications sociales, " a déclaré le co-auteur de l'étude Burkan Isgor, professeur de génie civil et de construction à l'OSU. « Comprendre le processus de dégradation des films passifs protecteurs nous aide à concevoir sur mesure des alliages efficaces et des inhibiteurs de corrosion qui peuvent augmenter la durée de vie des structures exposées aux attaques de chlorure. »

Isgor a travaillé en étroite collaboration avec la collègue de l'École d'ingénierie de l'OSU, Líney Árnadóttir, ainsi qu'avec les étudiants diplômés Hossein DorMohammadi et Qin Pang pour mener l'étude. En tant que professeur agrégé de génie chimique, Árnadóttir a déclaré que son travail utilise souvent des méthodes informatiques pour étudier les processus chimiques sur les surfaces avec des applications dans la dégradation des matériaux.

« Nous collaborons fréquemment avec des groupes expérimentaux et utilisons des outils de science des surfaces expérimentales pour compléter nos méthodes de calcul, ", a-t-elle déclaré. "Pour cette étude, nous nous sommes appuyés sur les allocations de l'Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) de la National Science Foundation (NSF) afin que nous puissions utiliser Comet et Stampede2 pour combiner différentes analyses et expériences informatiques appliquant des approches de physique et de chimie fondamentales. à un problème appliqué avec un impact sociétal potentiellement important."

L'équipe de l'OSU a utilisé une méthode appelée théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour étudier la structure, magnétique, et les propriétés électroniques des molécules impliquées. Leurs simulations ont également été corroborées par d'autres utilisant la dynamique moléculaire réactive (Reax-FF MD), ce qui leur a permis de modéliser avec précision les processus nanométriques basés sur la chimie qui conduisent à la dégradation induite par le chlorure des films passifs de fer.

« La modélisation de la dégradation des films d'oxyde dans des environnements complexes est très coûteuse en termes de calcul, et peut être peu pratique même sur un petit cluster local, " a déclaré Isgor. " Non seulement Comet et Stampede2 permettent de travailler sur des plus réaliste, et les problèmes industriellement pertinents, mais aussi ces calculateurs performants nous permettent de le faire dans un délai raisonnable, faire avancer les connaissances."