Bazı Analjezik ve Antibiyotik İlaçların Bakır Yüzeyinde Kendi Kendine Biriken Tek Tabakalı Filmlerinin Oluşturması ve Bakırın Korozyonuna İnhibisyon Etkilerinin İncelenmesi

Abstract

ÖZET: Kullanılmayan veya son kullanma tarihi geçmiş ilaç atıkları, ciddi çevresel sorunlara ve ekonomik kayıplara yol açmaktadır. Bu çalışma, farmasötik atıkların dönüşümüne yönelik etkili ve uygulanabilir bir yöntem önermektedir. Çalışmada, bakır (Cu) metal yüzeyinde kendi kendine biriken tek tabakalı (SAM) filmlerin üretiminde ilk kez ilaçlar kullanılmıştır. Parasetamol (PC) ve aspirin (AS) etkin maddeli iki anajezik ile ko-amoksiklav (KA) etkin maddeli antibiyotik ilaçlar SAM oluşumu için seçilen farmasötiklerdir. SAM'lar, 298 K sıcaklıkta 24 saat boyunca etanol çözücü ortamında farklı ilaç derişimleri kullanılarak hazırlanmıştır. Ayrıca, her bir ilaç aynı korozif ortamda ve SAM üretiminde kullanılan derişimlerde korozyon inhibitörü olarak da test edilmiştir. Hem SAM filmler hem de sodyum klorür (NaCl) çözeltisinde inhibitörlerin bakır yüzeyinde oluşturduğu filmler; enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve temas açısı ölçümleri ile karakterize edilmiştir. SAM filmlerinin ve inhibitörlerin korozyon koruma performansları, %3,5 NaCl çözeltisinde değerlendirilmiştir. Sonuçlar, SAM ve inhibitör film özelliklerinin ilaçların derişimlerinden önemli ölçüde etkilendiğini ve tüm ilaçların hem SAM hem de inhibitör formlarında yüksek korozyon koruma etkinliği sağladığını göstermiştir. SAM filmler homojen ve kompakt yapıda olup bakır yüzeyinde mükemmel yapışma özelliği sergilemiştir. Bu çalışma, metal yüzeylerde SAM filmleri oluşturmak üzere farmasötik bileşiklerin kullanıldığı literatürdeki öncü çalışmalardan birisi olması nedeniyle önem taşımaktadır. Aynı zamanda, gelişmiş malzeme koruması ile ilaç geri dönüşümünü birleştiren çift işlevli bir yaklaşım sunmaktadır. Elde edilen bulgular, yeşil kimya ve döngüsel ekonomiye katkı sağlayan çevre dostu, düşük maliyetli korozyon inhibitörlerine yönelik yenilikçi bir perspektif sunmaktadır.

ABSTRACT: Unused or expired pharmaceutical waste poses significant environmental risks and economic losses. This study presents a practical and potentially effective approach for pharmaceutical recycling. For the first time, drugs were utilized to fabricate self-assembled monolayers (SAMs) on copper (Cu) metal surfaces. Analgesics containing paracetamol (PC) and aspirin (AS) as active ingredients, along with the antibiotic co-amoxiclav (KA), were selected as model pharmaceuticals for SAM fabrication. The SAMs were prepared in ethanol solvent at 298 K for 24 hours using various drug concentrations. Additionally, each pharmaceutical was tested as a corrosion inhibitor at the same concentrations used for SAM preparation in identical corrosive environments. Both the SAM films and inhibitor films formed on copper surfaces in sodium chloride (NaCl) solution were characterized using energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), and contact angle measurements. The corrosion protection performance of the prepared SAM films and inhibitors was evaluated in 3.5% NaCl solution. Results demonstrated that both SAM and inhibitor film properties were strongly dependent on drug concentration, with all pharmaceuticals exhibiting high corrosion inhibition efficiencies in both SAM and inhibitor forms. The SAM films displayed homogeneous, compact structures with excellent adhesion to copper surfaces. This study represents the first reported strategy employing pharmaceutical compounds to create SAM films on metal surfaces, offering a dual-functional approach that combines advanced material protection with drug recycling. The findings provide new insights into environmentally friendly, cost-effective corrosion inhibitors that contribute to green chemistry and circular economy principles.