فعالية التثبيط لدواء سيتالوبرام منتهي الصلاحية تجاه تآكل الفولاذ الكربوني في محلول حمض الهيدروكلوريك

لماذا قرصة قديمة مهمة لمشاكل معدنية جديدة

الجسور والأنابيب ومعدات المصانع حول العالم تتعرض للتآكل بهدوء كل يوم، ما يكلف الصناعة مليارات الدولارات ويثير مخاوف السلامة. لإبطاء هذا الضرر، يضيف المهندسون غالبًا مواد كيميائية خاصة تُسمى المثبطات إلى الأحماض القاسية المستخدمة في تنظيف الفولاذ. تستكشف هذه الدراسة لمسة مفاجئة وصديقة للبيئة: استخدام دواء مضاد للاكتئاب منتهي الصلاحية، سيتالوبرام، لحماية الفولاذ الكربوني من الهجوم في حمض الهيدروكلوريك. تحويل الأدوية المهملة إلى طبقة واقية للمعدن قد يخفض التكاليف، يقلل نفايات المواد الكيميائية، ويمنح الدواء حياة ثانية بدلاً من التخلص منه.

كيف يأكل الحمض الفولاذ

الفولاذ الكربوني مادة مستخدمة على نطاق واسع في حقول النفط والغاز والبناء والأنظمة الصناعية لما تتمتع به من قوة وتكلفة معقولة. لكن عندما يختلط مع أحماض معدنية قوية مثل حمض الهيدروكلوريك — المستخدم لإزالة الصدأ والترسبات أو لتنظيف وتفعيل الأسطح المعدنية — يتآكل بسرعة. ببساطة، يقوم الحمض بإزالة ذرات المعدن من السطح وتحويلها إلى أيونات مذابة، بينما يتصاعد غاز الهيدروجين على شكل فقاعات. مع الوقت، يضعف هذا الشدُّ ويقلل سمك الفولاذ. للحفاظ على سلامة المعدات وطول عمرها، تعتمد الصناعات على إضافات تشكل حاجزًا مؤقتًا بين الفولاذ والحمض العدواني.

إعطاء الدواء المنتهي وظيفة ثانية

اختبر الباحثون سيتالوبرام منتهي الصلاحية كمادة إضافية واقية للفولاذ الكربوني في محلول حمض الهيدروكلوريك. بدلاً من التخلص منه كنفاية صيدلانية، ذاب الدواء في الحمض بتركيزات منخفضة وقيس تأثيره على تلف المعدن. استخدموا عدة طرق تكميلية: وزن عينات الفولاذ قبل وبعد الغمر الطويل، تتبع كمية غاز الهيدروجين المتحرر أثناء تفاعل الفولاذ، واستخدام طرق كهربائية لمعرفة سهولة تدفق تيارات التآكل. عبر هذه التجارب، أدى إضافة كميات ضئيلة من السيتالوبرام إلى خفض معدل التآكل بشكل كبير — بأكثر من 90% عند أعلى مستوى مُختبر وفي درجة حرارة الغرفة.

كيف يتكوّن الدرع غير المرئي

جزيئات السيتالوبرام تحتوي على عدة مواقع يمكنها التفاعل مع الأسطح المعدنية ومع الجسيمات المشحونة في المحلول. في السائل الحمضي، تصبح أجزاء من الجزيء مشحونة موجبياً وتنجذب نحو سطح الفولاذ المشحون سلبياً، والموجود عليه تراكيز مرتفعة من أيونات الكلوريد من الحمض. في الوقت نفسه، يمكن أن تتشارك أجزاء أخرى من الجزيء الإلكترونات مباشرة مع ذرات الحديد. معًا، تشجع هذه التأثيرات جزيئات الدواء على الاستقرار على المعدن والانتشار لتشكيل طبقة رقيقة شبه متجانسة. أظهرت قياسات الفريق علامات كلاسيكية لمثل هذه الطبقة: تيارات تآكل أقل، مقاومة أعلى لحركة الشحنة عبر حدّ المعدن–المحلول، وانخفاض في السلوك الفعال "للمكثف" للسطح مع طرد الماء جانبًا بواسطة الطبقة العضوية.

ما تكشفه الحرارة والمجاهر

لفهم مدى صلابة هذا الدرع، كرر الباحثون تجاربهم عند درجات حرارة أعلى. مع ارتفاع حرارة المحلول، ضعف التأثير الوقائي إلى حد ما، ما يشير إلى أن بعض جزيئات السيتالوبرام الممتزة تنفصل عن الفولاذ، مكشوفة معدنًا جديدًا للحمض. أكدت حسابات الطاقة وتغيرات الطاقات الحرة أن الارتباط قوي لكنه لا يزال جزئيًا في طبيعته فيزيائيًا — أشبه بجاذبية لزجة أكثر من ارتباط كيميائي دائم. دعمت صور المجهر الإلكتروني هذا بصريًا: أظهر الفولاذ العاري المنقوع في الحمض سطحًا خشنًا ومتأثرًا بشدة، بينما ظل الفولاذ المعرض لحمض يحتوي على السيتالوبرام أكثر سلاسة، مع حفر أقل ومعادن أكثر بقاءً سليمة. حتى أن التحليل العنصري كشف عن وجود النيتروجين من الدواء على الفولاذ المحمي، وهو دليل مباشر على طبقة الحاجز.

من رؤى المختبر إلى تأثير العالم الحقيقي

بشكل عام، تُظهر الدراسة أن سيتالوبرام منتهي الصلاحية يمكن أن يكون مثبط تآكل فعالًا ومنخفض التكلفة ونسبياً صديقًا للبيئة للفولاذ الكربوني في حمض الهيدروكلوريك. من خلال تكوين طبقة جزيئية مكتظة على سطح المعدن، يبطئ الدواء كلًّا من فقدان الحديد وانطلاق غاز الهيدروجين، حتى بجرعات صغيرة جدًا. بينما تتلاشى الحماية إلى حد ما عند درجات الحرارة الأعلى، تقارن الأداء جيدًا مع العديد من الأدوية المعاد تدويرها الأخرى المقترحة لنفس الغرض. للقراء العامين، الخلاصة الأساسية هي أن الأدوية التي تجاوزت تاريخ صلاحيتها لا يجب أن تُرمى مباشرة — يمكن إعادة توظيفها كطلاءات ذكية تساعد على إبقاء البنية التحتية الفولاذية الحيوية أكثر أمانًا لفترة أطول، وتقلل من النفايات والحاجة إلى مواد كيميائية صناعية جديدة.

الاستشهاد: Saleh, M.G.A., Felaly, R.N., Hawsawi, H. et al. Inhibition efficacy of expired citalopram drug towards the damage of C-steel in hydrochloric acid solution. Sci Rep 16, 11619 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40754-6

الكلمات المفتاحية: مثبطات التآكل, الفولاذ الكربوني, الأدوية المنتهية الصلاحية, حمض الهيدروكلوريك, سيتالوبرام