作废的达格列净作为铜在1.0 M硝酸中有前景的腐蚀抑制剂：实验与计算验证

把药丸废物变为金属防护

大多数人把过期药物视为应当丢弃的垃圾。这项研究探讨了一个截然不同的想法：使用过期的降糖药达格列净来保护铜免受强酸侵蚀。铜广泛存在于日常物品中，从电线到换热器，铜的腐蚀会导致代价高昂的故障和安全隐患。研究人员表明，过期的达格列净可在强硝酸中于铜表面形成保护膜，减少损伤，同时为被丢弃的药物赋予第二次生命。

为何铜在强腐蚀介质中需要防护

铜因其优异的导热和导电性能而被广泛用于工业。然而，在酸性环境中，例如酸洗槽、清洗溶液和化学反应器，铜会逐步溶解。在硝酸中，这种侵蚀尤为猛烈，甚至会形成侵入金属深处的微小点蚀。工程上常向液相中加入少量有机化合物以减缓这一过程，但许多抑制剂成本高且不够环保。作者们探讨了是否可以用不再适合给患者服用的过期达格列净片剂，作为一种廉价且更安全的铜设备防护材料。

把药物当作金属护盾进行测试

为检验这一想法，研究团队将精细抛光的铜样置入含有或不含不同剂量和不同温度下过期达格列净的硝酸中。他们在浸泡前后称重样品以测定金属损失，并使用电化学方法跟踪表面腐蚀反应速率。在所有这些测试中，添加药物明显降低了铜的溶解速率。随着药物浓度增加防护效果增强，在最高剂量下约能达到90%的抑制，但在较高温度下效果减弱，提示该保护膜部分依赖于分子与金属间相对温和且可逆的吸附作用。

保护层如何形成

电化学测量表明，达格列净既减缓铜原子的丢失也抑制消耗酸的反应，将其归类为同时在多个方面抑制损伤的“混合型”抑制剂。该药物还将点蚀发生的起始电位推向更正的电位，意味着表面更能抵抗深层局部侵蚀。其他测试显示，铜离子与达格列净在溶液中以简单的1:1比组合，形成可沉积于金属表面的稳定配合物。当该配合物及相关物种在表面铺展时，会置换水分子并形成致密屏障，阻止强硝酸和氯离子到达裸露的铜位点。

洞察分子的行为

为了解为何这款过期药物能如此牢固地吸附在铜上，研究人员采用了基于量子力学的计算。这些计算描绘了达格列净分子中电子的分布，显示其众多富氧基团和环状结构充当与铜原子结合的天然“挂钩”。数值表明该分子是良好的电子供体，能与铜形成配位键，同时接受部分电子密度回捐，从而稳定吸附层。药物在铜上的覆盖符合简单朗缪尔吸附模型，暗示它形成的是单层且较为均匀的薄膜，而非厚重或不均匀的沉积物。

对实际应用意味着什么

用通俗的话说，这项研究表明过期药丸可以像一种耐腐涂层一样保护浸没在强酸中的铜。通过在表面形成薄而有序的膜和稳定的铜–药物配合物，过期的达格列净显著减缓了均匀腐蚀和点蚀，尤其在室温且浓度足够时效果最佳。尽管过期片剂中的分解产物组成可能有所不同，这些分子共有的富电子特征似乎已足以构建有效屏障。这项工作为重复利用制药废弃物以保护贵重金属设备提供了切实可行的途径，将更清洁的化学方法与更好的资源管理联系起来。

引用: 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

关键词: 铜腐蚀, 腐蚀抑制剂, 过期药物, 硝酸, 达格列净