Mưa rơi là những tia sét siêu nhỏ và chúng đang ăn mòn xe của bạn, nghiên cứu mới phát hiện

Giải thích phổ biến về việc mưa gây ra ăn mòn thường là do nước mang theo muối hòa tan và axit đến bề mặt, cùng với việc các giọt mưa rơi liên tục làm mài mòn lớp phủ bảo vệ, và oxy hoàn thành phần việc còn lại. Hầu hết các biện pháp chống ăn mòn hiện nay — sơn, màng polymer, hay lớp oxit — đều dựa trên giả định đó.

Tuy nhiên, có vẻ như chúng ta đã bỏ sót một yếu tố quan trọng về mưa. Một nghiên cứu mới do Zhongyuan Ni, Rüdiger Berger và Hans-Jürgen Butt dẫn đầu tại Viện Max Planck về Nghiên cứu Polymer ở Mainz, Đức, đã chứng minh rằng các giọt nước thường xuyên mang điện tích đủ lớn để làm thủng lớp phủ cách điện trên bề mặt. Không phải trầy xước, không phải hòa tan từ từ, mà là xuyên thủng về mặt điện học, giống như cách tia lửa điện phóng qua khe hở.

Mưa tích điện như thế nào?

Điểm khởi đầu của nghiên cứu là một hiện tượng có tên gọi slide electrification (sự nhiễm điện trượt), chỉ mới được định lượng đúng cách trong vài năm gần đây. Khi một giọt nước trượt trên bề mặt cách điện như lá cây, bức tường sơn, cửa kính hay tấm nhựa, nó sẽ tước điện tích từ bề mặt đó và để lại một điện tích trái dấu phía sau.

Điện áp tạo ra từ hiện tượng này không hề nhỏ. Các giọt nước được tích điện theo cách này đã được đo lên tới 9.000 volt. Điện áp này đủ cao để phá vỡ liên kết trong các vật liệu cách điện thông thường, tạo ra các lỗ cực nhỏ trên lớp sơn hoặc màng bảo vệ, từ đó tạo điều kiện cho nước và oxy xâm nhập sâu hơn vào kim loại bên dưới.

Ý nghĩa đối với ngành công nghiệp và người dùng

Phát hiện này đặt ra câu hỏi lớn về hiệu quả của các lớp phủ bảo vệ hiện tại. Mặc dù các nhà sản xuất sơn và vật liệu đã liên tục cải tiến công thức chống ăn mòn, nhưng nếu không tính đến yếu tố điện tích từ các giọt nước, thì mọi nỗ lực chỉ là chữa trị triệu chứng, không phải nguyên nhân gốc rễ.

Đối với người dùng ô tô tại Việt Nam — nơi có khí hậu nhiệt đới ẩm và mưa nhiều — vấn đề này càng trở nên đáng quan tâm. Tình trạng gỉ sét trên xe thường được quy cho do muối biển (ở các tỉnh ven biển) hoặc chất ô nhiễm trong không khí, nhưng nghiên cứu này cho thấy ngay cả nước mưa sạch cũng có thể là một tác nhân ăn mòn chủ động về mặt điện học.

Khi một giọt nước trượt trên bề mặt cách điện, nó tạo ra điện áp đủ lớn để phá vỡ cấu trúc vật liệu, mở đường cho quá trình ăn mòn hóa học diễn ra nhanh hơn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

Nhóm nghiên cứu tại Max Planck cho biết họ đang tiếp tục điều tra xem liệu việc điều chỉnh thành phần hóa học của lớp phủ — ví dụ như thêm chất dẫn điện hoặc chất chống tĩnh điện — có thể ngăn chặn hiệu ứng này hay không. Nếu thành công, chúng ta có thể sẽ thấy thế hệ sơn ô tô, sơn tàu biển và vật liệu xây dựng mới có khả năng chống ăn mòn vượt trội hơn trong vòng 5–10 năm tới.

Trong ngắn hạn, người dùng xe máy và ô tô vẫn nên duy trì thói quen rửa xe định kỳ và kiểm tra bề mặt sơn thường xuyên, đặc biệt là sau những cơn mưa lớn kéo dài — vì giờ đây chúng ta biết rằng mỗi giọt mưa không chỉ là nước, mà còn là một tia sét siêu nhỏ đang âm thầm tấn công lớp bảo vệ của chiếc xe.