Utgången dapagliflozin som en lovande korrosionshämmare för koppar i 1,0 M salpetersyra: experimentell och beräkningsmässig validering

Göra pilleravfall till skydd för metaller

De flesta av oss ser utgångna läkemedel som avfall som bör kastas. Denna studie undersöker en mycket annorlunda idé: att använda ett föråldrat diabetesläkemedel, dapagliflozin, för att skydda koppar mot stark syra. Koppar finns i vardagliga föremål från ledningar till värmeväxlare, och när det korroderar kan det orsaka kostsamma haverier och säkerhetsrisker. Forskarna visar att utgången dapagliflozin kan bilda en skyddande film på koppar i hård salpetersyra, minska skadorna och samtidigt ge ett kasserat läkemedel ett andra liv.

Varför koppar behöver skydd i aggressiva vätskor

Koppar används i stor utsträckning inom industrin eftersom det leder både värme och elektricitet mycket väl. I sura miljöer som picklingbad, rengöringslösningar och kemiska reaktorer löses dock koppar gradvis upp. I salpetersyra är denna attack särskilt aggressiv och kan till och med skapa små gropar som äter sig djupt in i metallen. Ingenjörer tillsätter ofta små mängder speciella organiska kemikalier i vätskan för att sakta ned denna process, men många av dessa inhibitorer är kostsamma eller inte miljövänliga. Författarna frågade om utgångna dapagliflozin‑tabletter, inte längre lämpliga för patienter, istället skulle kunna fungera som ett billigt och säkrare skydd för kopparutrustning.

Testa ett läkemedel som metallskydd

För att pröva idén placerade teamet noggrant polerade kopparbitar i salpetersyra med och utan upplöst utgången dapagliflozin i olika doser och vid olika temperaturer. De vägde proverna före och efter blötläggning för att se hur mycket metall som gått förlorad, och använde elektriska metoder för att följa hur snabbt korrosionsreaktioner skedde vid ytan. I alla dessa tester minskade tillsatsen av läkemedlet kraftigt hastigheten med vilken koppar löstes upp. Skyddet ökade med högre läkemedelskoncentrationer och nådde omkring 90 procent vid högsta dos, men blev svagare vid högre temperaturer, vilket antyder att den skyddande filmen delvis bygger på relativt svagt, reversibelt adsorptionsbindande av molekylerna till metallen.

Hur det skyddande lagret bildas

Elektriska mätningar visade att dapagliflozin bromsar både förlusten av kopparatomer och de reaktioner som förbrukar syra, vilket klassificerar det som en "blandad" hämmare som begränsar skador på flera fronter. Läkemedlet försköt också starten för gropfrätning till mer positiva spänningar, vilket betyder att ytan motstod djup lokaliserad attack bättre. Andra tester visade att kopparjoner och dapagliflozin kombinerar i lösning i ett enkelt 1:1‑förhållande och bildar ett stabilt komplex som kan fällas ut på metallen. När detta komplex och relaterade arter sprider sig över ytan tränger de undan vatten och skapar en kompakt barriär som hindrar aggressiv salpetersyra och kloridjoner från att nå blottade kopparytor.

Inblick i molekylens beteende

För att förstå varför detta utgångna läkemedel fäster så väl vid koppar använde forskarna datorberäkningar baserade på kvantmekanik. Dessa beräkningar kartlade var elektroner är koncentrerade i dapagliflozinmolekylen och visade att dess många syre‑rika grupper och ringsystem fungerar som naturliga krokar för bindning till kopparatomer. Siffrorna indikerade att molekylen är en god elektrondonator som kan bilda koordinationsbindningar med koppar samtidigt som den också tar emot viss elektronrikedom tillbaka, vilket stabiliserar det adsorberade lagret. Att läkemedlets täckning på koppar följer ett enkelt Langmuir‑adsorptionsmönster tyder på att det bildar ett enkelt, ganska enhetligt skikt snarare än tjocka, ojämna avlagringar.

Vad detta betyder för verklig användning

I klarspråk visar studien att en utgången tablett kan fungera som en rostskyddsmassa för koppar nedsänkt i stark syra. Genom att bilda en tunn, ordnad film och stabila koppar–läkemedelskomplex vid ytan bromsar utgången dapagliflozin i hög grad både generell och gropfrätning, särskilt vid rumstemperatur och vid tillräcklig koncentration. Även om den exakta sammansättningen av sönderfallsprodukter i en utgången tablett kan variera, tycks de gemensamma elektronrika dragen hos dessa molekyler vara tillräckliga för att bygga en effektiv barriär. Detta arbete pekar på ett praktiskt sätt att återanvända läkemedelsavfall samtidigt som värdefull metalld utrustning skyddas, och binder ihop renare kemi med bättre resurshantering.

Citering: 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

Nyckelord: kopparkorrosion, korrosionshämmare, utgångna läkemedel, salpetersyra, dapagliflozin