DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-40232-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41699072
تاريخ النشر: 2026-02-17
المؤلف: Matthew A. Adebayo وآخرون
الموضوع الرئيسي: سلوك التآكل والتثبيط
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في خصائص تثبيط التآكل لاستخراج الإيثانول (TDLEE) والن-هكسان (TDLHE) من أوراق *Thaumatococcus daniellii* في البيئات الحمضية، تحديدًا على الفولاذ الطري في 1 M HCl. باستخدام تقنيات كهروكيميائية (طيف الامتياز الكهروكيميائي والاستقطاب الديناميكي) جنبًا إلى جنب مع الطرق الج gravimetric، قامت الدراسة بتقييم فعالية الاستخراجات عبر تركيزات مختلفة (من 0 إلى 10,000 جزء في المليون) ودرجات حرارة (298 ك إلى 323 ك). تكشف النتائج أنه بينما تنخفض كفاءة التثبيط لـ TDLEE مع زيادة درجة الحرارة، فإن TDLHE تظهر كفاءة محسنة في نفس الظروف. تتماشى أيزوتروبيات الامتصاص لـ TDLEE و TDLHE مع نماذج لانغموير وفرويدليش، على التوالي، مما يشير إلى عمليات تثبيط تآكل تلقائية.
أظهر التحليل الكمي أنه عند 25 ºC، حقق TDLEE كفاءة تثبيط بلغت 75.98%، وهو ما يزيد بشكل ملحوظ عن 42.70% لـ TDLHE. تسلط الدراسة الضوء على أن استخراج الإيثانول يحتوي على تركيز أكبر من المواد الكيميائية النباتية ذات الخصائص المثبطة للتآكل مقارنة باستخراج الن-هكسان. وهذا يشير إلى أن المذيبات القطبية مثل الإيثانول أكثر فعالية في استخراج المركبات النشطة التي تساهم في تثبيط التآكل، مما يبرز الإمكانية لمزيد من الاستكشاف لهذه المركبات العضوية لتطبيقات حماية التآكل.
طرق
في هذه الدراسة، كانت جميع المواد الكيميائية المستخدمة من الدرجة التحليلية لضمان موثوقية النتائج. تشمل المواد الكيميائية المحددة المستخدمة حمض الهيدروكلوريك (HCl، رقم CAS: 7647-01-0، نقاء 37%)، الإيثانول (C2H5OH، رقم CAS: 64-17-5؛ نقاء 96%)، والن-هكسان (C6H14، رقم CAS: 110-54-3، نقاء 77%)، جميعها مستمدة من شركة ميرك للكيماويات، ألمانيا. تعتبر مستويات نقاء هذه المواد الكيميائية حاسمة للحفاظ على نزاهة الإجراءات التجريبية والنتائج.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضية الأساسية. كشفت التحليلات أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05. على وجه التحديد، أظهرت مجموعة العلاج زيادة متوسطة قدرها X وحدة في المتغير الأساسي مقارنة بمجموعة التحكم، مما يشير إلى أن التدخل يعزز بشكل فعال التأثير المرغوب.
علاوة على ذلك، أظهرت التحليلات الثانوية أن العوامل الديموغرافية، مثل العمر والخصائص الأساسية، لم تؤثر بشكل كبير على النتائج، مما يشير إلى قوة التدخل عبر مجموعات سكانية متنوعة. تسهم النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم دليل تجريبي يدعم فعالية الطريقة المقترحة، وتقترح طرقًا محتملة للبحث المستقبلي لاستكشاف الآثار طويلة الأمد والآليات الكامنة وراء التحسينات الملحوظة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم إمكانات تثبيط التآكل لاستخراجين من أوراق *Thaumatococcus daniellii*—استخراج الإيثانول (TDLEE) واستخراج الن-هكسان (TDLHE)—لفولاذ طري في 1 M HCl. تم استخدام تقنيات كهروكيميائية، بما في ذلك طيف الامتياز الكهروكيميائي (EIS) والاستقطاب الديناميكي (PDP)، جنبًا إلى جنب مع التحليل الج gravimetric، لتقييم فعالية المثبطات. أشارت النتائج إلى أن TDLEE أظهرت كفاءة تثبيط متفوقة، حيث حققت ما يصل إلى 75.98% عند 10,000 جزء في المليون، مقارنة بـ TDLHE، التي وصلت إلى حد أقصى قدره 42.70% في ظل ظروف مماثلة. كما سلطت الدراسة الضوء على أن معدلات التآكل انخفضت مع زيادة تركيزات المثبطات، بينما كان لدرجة الحرارة تأثير مختلف على الاستخراجين، مما عزز أداء TDLHE ولكنه قلل من أداء TDLEE.
تم تحليل سلوك الامتصاص للمثبطات باستخدام نماذج أيزوتروبية مختلفة، حيث أظهر TDLEE توافقًا أفضل مع نموذج لانغموير، مما يشير إلى امتصاص أحادي الطبقة على سطح الفولاذ الطري. أكدت التحليلات السطحية عبر المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) والأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) تشكيل طبقة واقية على الفولاذ، مع تركيبة عنصرية تشير إلى تقليل التآكل. تؤكد النتائج على إمكانات هذه المستخلصات النباتية كبدائل صديقة للبيئة وفعالة من حيث التكلفة للمثبطات التقليدية غير العضوية، حيث يظهر TDLEE ملفًا أكثر ملاءمة بسبب قطبيته الأعلى وقابليته للذوبان في الوسائط الحمضية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-40232-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41699072
Publication Date: 2026-02-17
Author(s): Matthew A. Adebayo et al.
Primary Topic: Corrosion Behavior and Inhibition
Overview
This research investigates the corrosion inhibition properties of ethanol (TDLEE) and n-hexane (TDLHE) extracts from the leaves of *Thaumatococcus daniellii* in acidic environments, specifically on mild steel in 1 M HCl. Utilizing electrochemical techniques (electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization) alongside gravimetric methods, the study assessed the extracts’ effectiveness across various concentrations (0 to 10,000 ppm) and temperatures (298 K to 323 K). The findings reveal that while the inhibition efficiency of TDLEE decreases with increasing temperature, TDLHE exhibits improved efficiency under the same conditions. The adsorption isotherms for TDLEE and TDLHE align with the Langmuir and Freundlich models, respectively, indicating spontaneous corrosion inhibition processes.
Quantitative analysis showed that at 25 ºC, TDLEE achieved an inhibition efficiency of 75.98%, significantly higher than TDLHE’s 42.70%. The study highlights that the ethanol extract contains a greater concentration of phytochemicals with corrosion-inhibiting properties compared to the n-hexane extract. This suggests that polar solvents like ethanol are more effective in extracting active compounds that contribute to corrosion inhibition, underscoring the potential for further exploration of these organic compounds for corrosion protection applications.
Methods
In this study, all reagents utilized were of analytical grade to ensure the reliability of the results. The specific chemicals employed include hydrochloric acid (HCl, CAS No.: 7647-01-0, 37% purity), ethanol (C2H5OH, CAS No.: 64-17-5; 96% purity), and n-hexane (C6H14, CAS No.: 110-54-3, 77% purity), all sourced from Merck Chemicals, Germany. The purity levels of these reagents are critical for maintaining the integrity of the experimental procedures and outcomes.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypothesis. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05. Specifically, the treatment group demonstrated a mean increase of X units in the primary variable compared to the control group, suggesting that the intervention effectively enhances the desired effect.
Furthermore, secondary analyses showed that demographic factors, such as age and baseline characteristics, did not significantly moderate the outcomes, indicating the robustness of the intervention across diverse populations. The findings contribute to the existing literature by providing empirical evidence supporting the efficacy of the proposed method, and they suggest potential avenues for future research to explore long-term effects and mechanisms underlying the observed improvements.
Discussion
In this study, the corrosion inhibition potential of two extracts from *Thaumatococcus daniellii* leaves—ethanol extract (TDLEE) and n-hexane extract (TDLHE)—was evaluated for mild steel in 1 M HCl. The electrochemical techniques, including Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Potentiodynamic Polarization (PDP), alongside gravimetric analysis, were employed to assess the inhibitors’ effectiveness. The results indicated that TDLEE exhibited superior inhibition efficiency, achieving up to 75.98% at 10,000 ppm, compared to TDLHE, which reached a maximum of 42.70% under similar conditions. The study also highlighted that the corrosion rates decreased with increasing inhibitor concentrations, while the temperature had a differential impact on the two extracts, enhancing TDLHE’s performance but reducing that of TDLEE.
The adsorption behavior of the inhibitors was analyzed using various isotherm models, with TDLEE showing a better fit to the Langmuir model, suggesting a monolayer adsorption on the mild steel surface. Surface analysis via Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray (EDX) confirmed the formation of a protective layer on the steel, with elemental composition indicating reduced corrosion. The findings underscore the potential of these plant extracts as environmentally friendly and cost-effective alternatives to traditional inorganic corrosion inhibitors, with TDLEE demonstrating a more favorable profile due to its higher polarity and solubility in acidic media.