Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại và chống oxy hóa của dẫn xuất thiourea bằng phương pháp thực nghiệm kết hợp tính toán hóa lượng tử

* Tính mới Đây là lần đầu tiên, dẫn xuất thiourea gồm 1,3-diphenyl-2-thiourea, 1-benzyl-3-phenyl-2-thiourea và 1-phenyl-3-(2-pyridyl)-2-thiourea được khảo sát về cả hoạt tính ức chế ăn mòn kim loại và chống oxy hóa. Phương pháp nghiên cứu được áp dụng là sự kết hợp giữa các phương pháp thực nghiệm và tính toán hóa lượng tử. Vì vậy, chúng vừa giúp xác định các tính chất của đối tượng nghiên cứu trong các điều kiện môi trường khác nhau, vừa cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra mô hình và dự đoán tính chất, đề xuất các cơ chế phản ứng trong thời gian ngắn. Quá trình nghiên cứu đã xây dựng được quy trình khảo sát khả năng ức chế ăn mòn kim loại và chống oxy hóa của các dẫn xuất thiourea bằng cả phương pháp thực nghiệm và lý thuyết có vừa đơn giản, chi phí thấp nhưng độ chính xác cao mà chưa có công trình nào ở Việt Nam công bố trước đó. * Tính sáng tạo Nghiên cứu đã tìm ra được các dẫn xuất thiourea vừa có khả năng ức chế ăn mòn thép trong môi trường axit, vừa có khả năng chống oxy hóa thông qua hoạt động bắt gốc tự do là: 1,3-diphenyl-2-thiourea, 1-benzyl-3-phenyl-2-thiourea và 1-phenyl-3-(2-pyridyl)-2-thiourea. Các nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm: phương pháp đường cong phân cực, phổ tổng trở và phân tích kính hiển vi điện tử quét đã tính toán được hiệu suất ức chế ăn mòn thép trong môi trường axit. Sự mô phỏng động lực học phân tử đã làm rõ được cơ chế, cấu hình hấp phụ của các hợp chất nghiên cứu trong môi trường mô phỏng. Phương pháp do DPPH•, ABTS•+ đã tính toán được các chỉ số IC50 của ba dẫn xuất thiourea, so sánh được khả năng chống oxy hóa giữa chúng. Cơ chế chuyển nguyên tử hydro đã được khảo sát kèm với việc tính hằng số tốc độ đã tìm ra được dẫn xuất có khả năng ức chế tốt nhất. Các kết quả thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với tính toán hóa lý thuyết. Điều này giúp cho việc nghiên cứu được mở rộng và định hướng tìm các hợp chất tiềm năng.

* Phương thức chuyển giao Đề tài nghiên cứu hướng đến mục tiêu đánh giá khả năng ức chế ăn mòn kim loại và khả năng chống oxy hóa của một số dẫn xuất thiourea. Sản phẩm đề tài phục vụ cho mục đích nghiên cứu khoa học và đào tạo tại các trường đại học và viện nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu làm cơ sở để phát triển các nghiên cứu khác, làm tiền đề để triển khai các hợp chất ức chế ăn mòn và chống oxy hóa cho vật liệu theo quy mô công nghiệp. * Địa chỉ ứng dụng Kết quả của đề tài đã được ứng dụng vào quá trình nghiên cứu khoa học và đào tạo tại Khoa Hóa, Trường Đại học Sư phạm và các cơ sở nghiên cứu khác của Đại học Huế.

Sử dụng chất ức chế ăn mòn kim loại và chống oxy hóa để bảo vệ vật liệu là xu hướng mới được rất nhiều các nhà khoa học quan tâm. So với các nghiên cứu trước đây về chất ức chế ăn mòn và chống oxy hóa, đề tài này đã lựa chọn được các phương pháp tối ưu khi khảo sát các tính chất trên. Nhờ vậy, việc nghiên cứu tiết kiệm thời gian và chi phí. Sự kết hợp giữa phương pháp thực nghiệm và phương pháp lý thuyết cũng giúp đẩy nhanh tiến độ nghiên cứu và đưa ra các kết quả đáng tin cậy. Ngoài ra, đề tài góp phần đào tạo 1 học viên cao học thực hiện luận văn thạc sĩ chuyên ngành Hóa vô cơ ở Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được xuất bản ở các tạp chí khoa học chuyên ngành (01 bài báo trong nước, 03 bài báo Quốc tế) là tài liệu tốt cho công tác giảng dạy trong các trường đại học, đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực chống ăn mòn kim loại và chống oxy hóa.