科學家們通過先進的顯微鏡技術從原子水平上觀察研究了銅的具體氧化過程，不但推翻之前人們關于固固轉變的舊認知，并有助于解決困擾我們已久且每年造成大量耗損的腐蝕問題。

    弗林特，密歇根州等地所記錄的公共用水問題主要是由于腐蝕造成的，因此未來管道要避免腐蝕的關鍵是要弄明白銅在原子水平上是如何被影響的。根據2013年統計數據，腐蝕所造成的損失占美國GDP的三成（約5031億美元）。

    使用最先進的原位顯微鏡，賓漢姆頓大學的科學家們可以在原子水平上觀察銅氧化過程（綿延數百萬里長的水管基本都是以銅為材料）。這樣的觀察毫無疑問有助于我們創造擁有更好腐蝕抗力的管道。

TEM下銅表面氧化過程的原位顯微照片

    金屬的氧化物往往比其本身更穩定，因此金屬的氧化是很普遍的反應。對腐蝕或氧化的抗力是在水中或者空氣中服役的材料最重要的性能之一。

    水具有天然的腐蝕性，如果運輸的是熱水，那就更嚴重了，因為高溫會加速氧化/腐蝕速率。環境保護局會要求對所有水系統的銅管進行監測。而避免腐蝕最常見的方法就是加緩蝕劑。而現在這些對銅合金研究成果會有助于我們提高其腐蝕抗力。

    同時，科學家通過使用原位顯微鏡觀察銅的氧化過程，發現隨著銅原子從表面蒸發，銅的氧化物從層狀長成島狀。沉積在表面背后的固體氧化物是銅原子和氧原子微觀上的熱混合。這推翻了人們之前對固固轉變的傳統觀念，凹凸不平的表面比平坦的表面抗力更強。

    現在先進的設備可以讓我們直接在氧氣或高溫下觀察金屬的氧化。利用這些設備和技術我們就有機會發現控制表面氧化的原子機制。

    其實，腐蝕也并不全是壞事。有些腐蝕所生成的腐蝕產物反而可以保護材料。而科研人員們希望建立一套可以預測材料是加速氧化還是抑制氧化的機制，并通過更智能的使用來引導反應朝向人們所需要的方向進行。

    原文地址：preventing-another-flint-mich-new-research-could-lead-more-corrosion-resistant-water-pipes