Dapagliflozine périmée comme inhibiteur de corrosion prometteur pour le cuivre dans l’acide nitrique 1,0 M : validation expérimentale et computationnelle

Transformer les déchets de comprimés en protection des métaux

La plupart d’entre nous considèrent les médicaments périmés comme des déchets à jeter. Cette étude explore une idée très différente : utiliser un médicament antidiabétique périmé, la dapagliflozine, pour protéger le cuivre d’un acide puissant. Le cuivre se trouve dans des objets quotidiens, des câblages aux échangeurs de chaleur, et lorsqu’il corrode il peut provoquer des pannes coûteuses et des risques pour la sécurité. Les chercheurs montrent que la dapagliflozine périmée peut former un film protecteur sur le cuivre en acide nitrique concentré, réduisant les dégâts tout en donnant une seconde vie à un produit pharmaceutique jeté.

Pourquoi le cuivre doit être protégé dans des milieux agressifs

Le cuivre est largement utilisé dans l’industrie parce qu’il conduit très bien la chaleur et l’électricité. Toutefois, dans des milieux acides comme les bains de décapage, les solutions de nettoyage et les réacteurs chimiques, le cuivre se dissout progressivement. En acide nitrique cette attaque est particulièrement agressive et peut même créer de petites piqûres qui creusent profondément le métal. Les ingénieurs ajoutent souvent de petites quantités de composés organiques spécifiques au liquide pour ralentir ce processus, mais beaucoup de ces inhibiteurs sont coûteux ou peu respectueux de l’environnement. Les auteurs se sont demandé si des comprimés de dapagliflozine périmés, ne convenant plus aux patients, pourraient servir à la place de bouclier peu coûteux et plus sûr pour les équipements en cuivre.

Tester un médicament comme bouclier métallique

Pour étudier cette idée, l’équipe a plongé des pièces de cuivre soigneusement polies dans de l’acide nitrique avec et sans dapagliflozine périmée dissoute, à différentes concentrations et températures. Ils ont pesé les échantillons avant et après immersion pour mesurer la perte de métal, et ont utilisé des méthodes électriques pour suivre la vitesse des réactions de corrosion à la surface. Dans tous ces tests, l’ajout du médicament a fortement réduit le taux de dissolution du cuivre. La protection augmentait avec la concentration en médicament, atteignant environ 90 % à la dose la plus élevée, mais diminuait à des températures plus élevées, ce qui suggère que le film protecteur repose en partie sur un collage relativement doux et réversible des molécules sur le métal.

Comment se forme la couche protectrice

Les mesures électriques ont montré que la dapagliflozine ralentit à la fois la perte d’atomes de cuivre et les réactions qui consomment l’acide, la classant comme un inhibiteur « mixte » qui freine les dommages sur plusieurs fronts. Le médicament a aussi repoussé le début de la corrosion par piqûres vers des potentiels plus positifs, ce qui signifie que la surface résistait mieux aux attaques localisées profondes. D’autres tests ont révélé que les ions cuivre et la dapagliflozine se combinent en solution dans un rapport simple de 1:1, formant un complexe stable qui peut se déposer sur le métal. À mesure que ce complexe et des espèces apparentées s’étalent sur la surface, ils remplacent l’eau et créent une barrière compacte qui empêche l’acide nitrique agressif et les ions chlorure d’atteindre les sites de cuivre nus.

Observer le comportement de la molécule

Pour comprendre pourquoi ce médicament périmé adhère si bien au cuivre, les chercheurs ont eu recours à des calculs informatiques basés sur la mécanique quantique. Ces calculs ont cartographié la répartition des électrons dans la molécule de dapagliflozine et montré que ses nombreux groupes riches en oxygène et ses systèmes cycliques agissent comme des crochets naturels pour se lier aux atomes de cuivre. Les chiffres indiquaient que la molécule est un bon donneur d’électrons capable de former des liaisons de coordination avec le cuivre tout en acceptant aussi un certain retour de densité électronique, stabilisant la couche adsorbée. Le fait que la couverture du médicament sur le cuivre suive un modèle d’adsorption de Langmuir simple suggère qu’il forme une couche unique et assez uniforme plutôt que des dépôts épais et irréguliers.

Ce que cela signifie pour une utilisation réelle

En termes simples, l’étude montre qu’un comprimé périmé peut agir comme une peinture anticorrosion pour du cuivre immergé dans un acide fort. En formant un film mince et ordonné et des complexes cuivre‑médicament stables à la surface, la dapagliflozine périmée ralentit grandement la corrosion générale et par piqûres, surtout à température ambiante et à concentration suffisante. Bien que la composition exacte des produits de dégradation dans un comprimé périmé puisse varier, les caractéristiques communes riches en électrons de ces molécules semblent suffisantes pour construire une barrière efficace. Ce travail indique une voie pratique pour réutiliser les déchets pharmaceutiques tout en protégeant des équipements métalliques précieux, reliant une chimie plus propre à une meilleure gestion des ressources.

Citation: Abdallah, M., Guesmi, N.E., Al-Gorair, A.S. et al. Expired dapagliflozin as a promising corrosion inhibitor for copper in 1.0 M nitric acid: experimental and computational validation. Sci Rep 16, 15346 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51683-9

Mots-clés: corrosion du cuivre, inhibiteur de corrosion, médicaments périmés, acide nitrique, dapagliflozine