Role glukosy a glukonové kyseliny v korozním chování hořčíkové slitiny AZ31 - Kolařík, Václav (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2025)
Předmětem diplomové práce bylo studium korozního chování hořčíkové slitiny AZ31 v roztoku NaCl s obsahem glukosy a glukonové kyseliny z důvodu bližšího porozumění interakcím s tělními tekutinami při potenciálním použití hořčíkových materiálů v oblasti biodegradabilních implantátů. Koncentrační vliv glukosy a glukonové kyseliny na korozi slitiny byl definován pomocí potenciodynamické polarizace (OCP 1 a 24 h) a ponorových zkoušek (7 d) v 0,15M NaCl. Charakterizace vrstev korozních produktů z hlediska morfologie a chemického složení proběhla skrze metody SEM-EDS a FTIR. Nejlepší výsledky byly pozorovány u vysokých koncentrací glukosy i glukonátu (20 g/l a 1000 mg/l) z hlediska nejnižších hodnot ikor, přičemž 1 g/l glukosy prokazatelně zvyšoval korozní rychlost slitiny. Korozní produkty u všech vzorků byly tvořeny majoritně Mg(OH)2, avšak glukosa, resp. glukonát, měly dopad na morfologii povrchových vrstev. Analýza EDS uvedla rostoucí podíl uhlíku s koncentrací obou látek, což v případě glukosy indikuje vznik glukonové kyseliny (glukonátu). Tento předpoklad byl v souladu s výsledky FTIR analýzy, které naznačily adsorpci glukonátu. Na základě tohoto předpokladu byla analyzován korozní prostředí pomocí iontové chromatografie s cílem dokázat a kvantifikovat produkt chemické oxidace glukosy – glukonát. Součástí bylo i pozorování vlivu glukosy na mikrobiální aktivitu mikroorganismů v nepřítomnosti biocidní látky NaN3, které byla z tohoto důvodu součástí veškerých korozních testů. Byla zjištěna téměř lineární závislost růstu množství vzniklého glukonátu s koncentrací glukosy. Glukosa rovněž vytváří příhodné prostředí pro mikrobiální aktivitu, což má dopad na korozní chování slitiny AZ31.

The subject of the thesis was to study the corrosion behaviour of magnesium alloy AZ31 in NaCl solution containing glucose and gluconic acid in order to further understand the interactions with body fluids in the potential use of magnesium materials in the field of biodegradable implants. The concentration effect of glucose and gluconic acid on alloy corrosion was defined by potentiodynamic polarization (OCP 1 and 24 h) and immersion tests (7 d) in 0.15M NaCl. The characterization of the corrosion product layers in terms of morphology and chemical composition was carried out through SEM-EDS and FTIR methods. The best results were observed for high concentrations of both glucose and gluconate (20 g/l and 1000 mg/l) in terms of the lowest corrosion rates, with 1 g/l glucose proving to increase the corrosion rate of the alloy. The corrosion products in all samples were mainly composed of Mg(OH)2, but glucose and gluconate had an impact on the morphology of the surface layers, respectively. EDS analysis indicated an increasing proportion of carbon with the concentration of both substances, indicating the formation of gluconic acid (gluconate) in the case of glucose. This assumption was in agreement with the results of FTIR analysis which indicated the adsorption of gluconate. Based on this assumption, the corrosive environment was analyzed by ion chromatography to prove and quantify the glucose chemical oxidation product, gluconate. Observation of the effect of glucose on microbial activity in the absence of the biocide NaN3 was also included in all corrosion tests for this reason. An almost linear dependence of the increase in the amount of gluconate formed with the glucose concentration was found. Glucose also creates a favourable environment for microbial activity, which has an impact on the corrosion behaviour of AZ31 alloy.
The role of glucose and gluconic acid in the corrosion behaviour of AZ31 magnesium alloy
Keywords: Hořčíková slitina AZ31; koroze; 0; 15M NaCl; glukosa; kyselina glukonová; AZ31 magnesium alloy; corrosion; glucose; gluconic acid