Просроченный фексофенадин гидрохлорид действует как высокоэффективный устойчивый ингибитор коррозии меди в приложениях опреснения МСФ

Превращение старых таблеток в новую защиту

Многие прибрежные города зависят от опреснительных установок, превращающих морскую воду в питьевую, но сильные кислоты, используемые для очистки этих установок, со временем разъедают медные трубы. В этом исследовании изучается неожиданный помощник: просроченное противоаллергическое средство. Ученые обнаружили, что устаревшая форма распространенного антигистамина фексофенадина способна покрывать медные поверхности и защищать их от агрессивных чистящих кислот, предлагая как способ снизить коррозию, так и путь повторного использования фармацевтических отходов, которые в противном случае были бы выброшены.

Почему меди нужен телохранитель

Системы опреснения используют медные трубы и теплообменники, потому что медь хорошо проводит тепло и устойчива к биологическому обрастанию. Со временем минеральные отложения из морской воды образуют твердый накипь внутри этих труб, засоряя их и снижая эффективность. Чтобы удалить отложения, операторы промывают систему концентрированной соляной кислотой, которая растворяет накипь, но при этом атакует и саму медь. Такая «очистительно-индуцированная» коррозия ослабляет оборудование, сокращает срок службы установок и увеличивает расходы, что создает сильную мотивацию найти более безопасные и устойчивые способы защиты металла в ходе планового обслуживания.

Вторая жизнь просроченного лекарства

Команда сосредоточилась на просроченном фексофенадине гидрохлориде — безсонном противоаллергическом препарате, богатом химическими группами, склонными к адсорбции на металлических поверхностях. Они аккуратно извлекали активный ингредиент из старых таблеток и тестировали ряд очень низких доз в кислотных растворах, имитирующих реальные условия очистки в опреснительных установках. Образцы меди взвешивали до и после воздействия кислоты, а также отслеживали их электрические характеристики, чтобы оценить скорость коррозионных реакций. Эти методы позволили исследователям зафиксировать, насколько эффективно препарат замедляет потерю металла в течение часов и при разных температурах.

Как формируется невидимый щит

Результаты показали, что крошечные количества просроченного препарата существенно снижали повреждение меди. При оптимальной дозировке кислота удаляла лишь малую долю металла — защита превышала 96 процентов при комнатной температуре и оставалась выше 91 процента при наивысшей тестируемой температуре. Данные свидетельствуют о том, что молекулы препарата распространяются, образуя почти сплошную пленку толщиной в один молекулярный слой на поверхности меди. Небольшие участки молекулы, богатые атомами азота и кислорода, действуют как «крючки», сцепляющиеся с металлом и взаимодействующие с окружающим раствором. Более продвинутые измерения и компьютерное моделирование показали, что эта пленка повышает энергетический барьер коррозии, замедляет движение заряженных частиц на поверхности и остается стабильной в течение нескольких дней.

Наблюдение защитной пленки в действии

Под электронным микроскопом медь, выдержанная только в кислоте, выглядела шероховатой и с ямками, с явными признаками повреждения. При наличии просроченного препарата тот же металл выглядел гладким, а химический анализ поверхности показал следы углерода и азота, соответствующие препарату, и значительно меньше кислорода и хлора от продуктов коррозии. Молекулы препарата, по-видимому, располагаются плоско на меди, покрывая большую площадь и блокируя агрессивные кислые и солевые ионы от контакта с металлом. Термогравиметрические испытания показали, что препарат остается стабильным при температурах значительно выше тех, что используются при очистке, что подтверждает его пригодность для горячих промышленных условий.

Что это значит для воды и отходов

Авторы заключают, что просроченный фексофенадин может служить высокоэффективным, недорогим средством защиты медных компонентов в опреснительных установках. Превращая фармацевтические отходы в полезное покрытие, подход может продлить срок службы критической инфраструктуры, сократить химические затраты и уменьшить экологическую нагрузку от выброшенных лекарств. На практике добавление небольшого количества такого переработанного препарата в чистящую кислоту перед ее прокачиванием через медные трубы может защитить их при удалении накипи и помочь обеспечивать поступление пресной воды с меньшим ущербом для оборудования, которое ее производит.

Цитирование: 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

Ключевые слова: коррозия меди, опреснение, экологичный ингибитор, просроченные препараты, фексофенадин