Kwas kawowy hamuje korozję miedzi i mosiądzu. Politechnika Łódzka widzi w nim szansę dla zabytków

Opublikowano: 30.10.2026, godz. 09:59 (czas polski)

Dwadzieścia warstw kwasu kawowego, związku występującego m.in. w kawie, jabłkach i śliwkach, spowalnia korozję miedzi i mosiądzu w słonym środowisku. Pokazali to chemicy z Politechniki Łódzkiej w pracy opublikowanej 23 października 2026 r. w czasopiśmie „Molecules”. Powłoka nie zmienia wyglądu metalu, dlatego badacze widzą w niej szansę na ochronę zabytków.

Dlaczego miedź i mosiądz niszczeją?

Miedź uchodzi za metal odporny, ale w obecności jonów chlorkowych może ulegać korozji wżerowej. Mosiądz, czyli stop miedzi z cynkiem, ma dodatkowy słaby punkt: odcynkowanie. Cynk rozpuszcza się wybiórczo, a na powierzchni zostaje porowata warstwa bogata w miedź. Taki stop traci spójność, a szkody bywają groźniejsze niż zwykłe nalotowe utlenienie. Podstawy tych procesów opisuje nasz artykuł o korozji metali i ochronie przed nią.

Korozji często zapobiega się inhibitorami, czyli substancjami, które ją spowalniają. Autorzy przypominają, że klasyczne inhibitory bywają toksyczne dla ludzi i środowiska. Stąd zainteresowanie tzw. zielonymi inhibitorami pochodzenia naturalnego. Przy obiektach zabytkowych jest jeszcze jeden warunek: ochrona nie może zmienić ich wyglądu. Ten sam zespół badał już kwas kawowy na cynku, drugim składniku mosiądzu. W literaturze sprawdzano go też na stali i stopie magnezu, a na miedzi tylko jako dodatek do roztworu.

Na czym polegał eksperyment?

Kwas kawowy to nie kofeina, lecz związek organiczny, pochodna kwasu cynamonowego. Zespół sprawdzał go na próbkach o powierzchni 1 cm² z miedzi elektrolitycznej i mosiądzu M63, zawierającego 63 proc. miedzi i 37 proc. cynku. Środowiskiem korozyjnym był roztwór chlorku sodu o stężeniu 0,1 mol/l, czyli ok. 5,8 g soli na litr wody.

Porównano dwa sposoby użycia. W pierwszym kwas dodawano do roztworu. W drugim próbki pokrywano pędzlem roztworem kwasu w etanolu i każdą warstwę suszono ciepłym powietrzem. Skuteczność mierzono metodami elektrochemicznymi, które pokazują, jak szybko metal oddaje elektrony, a więc jak szybko koroduje. Wskaźnik sprawności inhibitora mówi, o ile procent spada szybkość korozji względem metalu bez ochrony.

Ile warstw daje najlepszy efekt?

Dodatek kwasu do roztworu dawał sprawność ok. 72 proc. dla miedzi (przy stężeniu 0,1 mmol/l) i 73 proc. dla mosiądzu (przy dziesięciokrotnie niższym stężeniu). Wyższe stężenia nie pomagały, a wręcz nieco pogarszały wynik.

Powłoki okazały się lepsze. Najwyższą sprawność, 86,5 proc., miedź osiągnęła przy 20 warstwach z roztworu 5 mmol/l, a mosiądz, 81,4 proc., przy 20 warstwach z roztworu 10 mmol/l. Co ważne, przy 30 warstwach było gorzej. Więcej nie znaczyło tu lepiej, bo powłoka stawała się prawdopodobnie mniej jednorodna i bardziej porowata. Po dwóch godzinach w roztworze sprawność sięgała 91,7 proc. dla miedzi i 81,7 proc. dla mosiądzu. Autorzy tłumaczą to osadzaniem się produktów korozji, które uszczelniają warstwę.

Mechanizm polega na przyleganiu cząsteczek do metalu. Na miedzi przeważają słabsze oddziaływania fizyczne, a na mosiądzu udział fizycznego i chemicznego wiązania jest bardziej wyrównany. Autorzy łączą powstawanie takiego filmu ze zjawiskiem pasywacji, które opisywaliśmy w tekście „Błogosławieństwa i przekleństwa pasywacji”.

Co pokazała komora solna?

Najbardziej obrazowy był test mgły solnej: siedem dni w 5-procentowym NaCl w temperaturze 35°C. Goła miedź była mocno rozpuszczona i pokryta produktami korozji. Na miedzi z powłoką zniszczeń było znacznie mniej, a skupiały się tam, gdzie powłokę uszkodzono mechanicznie. Niepokryty mosiądz wykazywał wyraźne odcynkowanie, które przy 20 warstwach było wyraźnie słabsze.

Powłoki „nie wpływają na kolor ani wygląd chronionych materiałów” – piszą autorzy (tłum. Biomist). Właśnie ta cecha, a nie sam wynik procentowy, jest argumentem za próbami na obiektach dziedzictwa.

Ograniczenia

To badanie laboratoryjne na świeżo szlifowanych próbkach, a nie na starych przedmiotach z patyną i historią napraw. Testy trwały od godzin do tygodnia, więc nie mówią nic o trwałości w skali lat. Powłoka nie jest całkiem szczelna: chlorki wnikały w jej obszar, a wynik zależał od metody pomiaru. W pomiarach impedancyjnych sprawność wyniosła 77 proc. dla miedzi i 71 proc. dla mosiądzu. Uszkodzenie warstwy otwierało drogę korozji. Do konserwacji konkretnych zabytków potrzebne będą osobne próby.

Źródła i daty

• A. Kucharek, E. Kuśmierek, A. Bednarek, A. Zimon, W. Maniukiewicz, K. M. Deen, M. I. Szynkowska-Jóźwik, „Electrochemical Evaluation of Caffeic Acid as an Eco-Friendly Corrosion Inhibitor for Brass and Copper in NaCl”, Molecules 31(21): 3837 – 23.10.2026 – doi:10.3390/molecules31213837 (otwarty dostęp, CC BY 4.0).
• Afiliacje: Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej, Politechnika Łódzka; Department of Materials Engineering, University of British Columbia (Kanada). Finansowanie: Politechnika Łódzka.
• Tekst oparty na pełnej publikacji; nie znaleźliśmy komunikatu prasowego uczelni. Cytat przetłumaczyła redakcja.

Zdjęcie wyróżniające: zielona patyna w praskim metrze, 2007 r. – zdjęcie poglądowe, nie z opisanego badania. Autor wg opisu pliku: Nartoun, domena publiczna, Wikimedia Commons; kadrowanie Biomist.