يعمل فيكسوفينادين هيدروكلوريد منتهي الصلاحية كمثبط تآكل مستدام عالي الأداء للنحاس في تطبيقات تحلية المياه بتقنية التقطير متعدد المراحل

تحويل الأقراص القديمة إلى حماية جديدة

تعتمد العديد من المدن الساحلية على محطات تحلية لتحويل مياه البحر إلى مياه صالحة للشرب، لكن الأحماض القوية المستخدمة في تنظيف هذه المنشآت يمكن أن تتلف أنابيب النحاس ببطء. تستكشف هذه الدراسة مساعدًا غير متوقع: دواء حساسية منتهي الصلاحية. وجد الباحثون أن شكلًا منتهي الصلاحية لمضاد الهستامين الشائع فيكسوفينادين يمكنه تغطية أسطح النحاس وحمايتها من الأحماض القاسية المستخدمة في التنظيف، مما يوفر وسيلة لتقليل التآكل وإعادة استخدام نفايات الأدوية التي كانت ستُرمى بدلًا من ذلك.

لماذا يحتاج النحاس إلى حارس

تستخدم أنظمة التحلية أنابيب ومبادلات حرارية من النحاس لأن النحاس موصل جيد للحرارة ويقاوم النمو الحيوي. مع مرور الوقت، تتشكل رواسب معدنية من مياه البحر داخل هذه الأنابيب، مكونة طبقات صلبة تُسدّها وتقلل من كفاءتها. لإزالة هذه الرواسب، يقوم المشغلون بشطف النظام بحمض الهيدروكلوريك المركز، الذي يذيب التكلسات لكنه يهاجم النحاس أيضًا. هذا "التآكل الناتج عن التنظيف" يضعف المعدات، ويقصّر عمر المحطة، ويزيد التكاليف، ما يخلق حافزًا قويًا لإيجاد طرق أكثر أمانًا واستدامة لحماية المعدن أثناء الصيانة الروتينية.

منح الدواء المنتهي حياة ثانية

ركز الفريق على فيكسوفينادين هيدروكلوريد منتهي الصلاحية، وهو عقار ضد الحساسية غير مسبب للنعاس غني بميزات كيميائية تميل للالتحام بالأسطح المعدنية. استخرجوا بعناية المكوّن الفعّال من الأقراص القديمة واختبروا نطاقًا من الجرعات الصغيرة جدًا في محاليل حمضية تحاكي ظروف التنظيف الحقيقية داخل محطات التحلية. وُزّنت عينات النحاس قبل وبعد التعرض للحمض، ورُصِد سلوكها الكهربائي لرصد سرعة وقوع تفاعلات التآكل. أتاحت هذه الطرق للباحثين تتبّع مدى إبطاء الدواء لفقدان المعدن على مدى ساعات وعبر درجات حرارة مختلفة.

كيف تتشكل الدرع غير المرئي

أظهرت النتائج أن كميات ضئيلة من الدواء المنتهي خفّضت تلف النحاس بشكل كبير. عند الجرعة المثلى، أزال الحمض جزءًا صغيرًا فقط من المعدن، مع حماية تزيد على 96 بالمئة في درجة حرارة الغرفة وما زالت تفوق 91 بالمئة عند أعلى درجة حرارة اختبارت. تشير البيانات إلى أن جزيئات الدواء تنتشر لتشكّل طبقة شبه كاملة سُمكها جزيء واحد فوق سطح النحاس. تعمل مناطق دقيقة في الجزيء غنية بالذرات النيتروجينية والأكسجينية كالخطافات التي تمسك بالمعدن وفي الوقت نفسه تتفاعل مع الوسط المحيط. كشفت قياسات متقدمة ومحاكاة حاسوبية أن هذه الطبقة ترفع حاجز الطاقة للتآكل، وتبطئ حركة الشوارد عند السطح، وتظل مستقرة لعدة أيام.

رؤية طبقة الحماية أثناء العمل

تحت المجهر الإلكتروني، بدا النحاس المنقوع في الحمض خشنًا ومثقبًا، مع علامات واضحة للهجوم. عندما وُجد الدواء المنتهي، بدا نفس المعدن أملسًا، وأظهر التحليل الكيميائي للسطح آثار كربون ونتروجين تتطابق مع الدواء، لكن بطء أكسجين وكلور من منتجات التآكل. يبدو أن جزيئات الدواء تستلقي مسطحة على النحاس، مغطية مساحة واسعة وتمنع أيونات الحمض والملح العدوانية من الوصول إلى المعدن. أظهرت اختبارات التحلل الحراري أن الدواء يظل مستقرًا عند درجات حرارة أعلى بكثير من تلك المستخدمة أثناء التنظيف، مما يدعم استخدامه في بيئات صناعية حارة.

ماذا يعني هذا للمياه والنفايات

تخلص الدراسة إلى أن فيكسوفينادين منتهي الصلاحية يمكن أن يعمل كحماية فعالة للغاية ومنخفضة التكلفة لمكونات النحاس في محطات التحلية. من خلال تحويل نفايات الأدوية إلى طلاء مفيد، قد يساعد هذا النهج في إطالة عمر البُنى التحتية الحيوية، وخفض تكاليف المواد الكيميائية، وتقليل العبء البيئي للأدوية المرفوضة. عمليًا، قد يحافظ إضافة كمية صغيرة من هذا الدواء المعاد توظيفه إلى حمض التنظيف قبل تدويره عبر أنابيب النحاس على سلامتها أثناء إزالة التكلس، مما يساعد على استمرار تدفق المياه العذبة مع إتلاف أقل للمعدات التي تنتجها.

الاستشهاد: Khafagy, ES., Ashmawy, A.M., Abu Lila, A.S. et al. Expired fexofenadine hydrochloride acts as a high-performance sustainable corrosion inhibitor for copper in MSF desalination applications. Sci Rep 16, 15464 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-53696-w

الكلمات المفتاحية: تآكل النحاس, تحلية المياه, مثبط صديق للبيئة, أدوية منتهية الصلاحية, فيكسوفينادين