科学家们通过先进的显微镜技术从原子水平上观察研究了铜的具体氧化过程，不但推翻之前人们关于固固转变的旧认知，并有助于解决困扰我们已久且每年造成大量耗损的腐蚀问题。

    弗林特，密歇根州等地所记录的公共用水问题主要是由于腐蚀造成的，因此未来管道要避免腐蚀的关键是要弄明白铜在原子水平上是如何被影响的。根据2013年统计数据，腐蚀所造成的损失占美国GDP的三成（约5031亿美元）。

    使用最先进的原位显微镜，宾汉姆顿大学的科学家们可以在原子水平上观察铜氧化过程（绵延数百万里长的水管基本都是以铜为材料）。这样的观察毫无疑问有助于我们创造拥有更好腐蚀抗力的管道。

TEM下铜表面氧化过程的原位显微照片

    金属的氧化物往往比其本身更稳定，因此金属的氧化是很普遍的反应。对腐蚀或氧化的抗力是在水中或者空气中服役的材料最重要的性能之一。

    水具有天然的腐蚀性，如果运输的是热水，那就更严重了，因为高温会加速氧化/腐蚀速率。环境保护局会要求对所有水系统的铜管进行监测。而避免腐蚀最常见的方法就是加缓蚀剂。而现在这些对铜合金研究成果会有助于我们提高其腐蚀抗力。

    同时，科学家通过使用原位显微镜观察铜的氧化过程，发现随着铜原子从表面蒸发，铜的氧化物从层状长成岛状。沉积在表面背后的固体氧化物是铜原子和氧原子微观上的热混合。这推翻了人们之前对固固转变的传统观念，凹凸不平的表面比平坦的表面抗力更强。

    现在先进的设备可以让我们直接在氧气或高温下观察金属的氧化。利用这些设备和技术我们就有机会发现控制表面氧化的原子机制。

    其实，腐蚀也并不全是坏事。有些腐蚀所生成的腐蚀产物反而可以保护材料。而科研人员们希望建立一套可以预测材料是加速氧化还是抑制氧化的机制，并通过更智能的使用来引导反应朝向人们所需要的方向进行。

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