서론: 부식으로 인한 기반시설의 열화는 전 세계적으로 점차 증가하는 우려 사항이다. 부식 억제제의 개발과 적용은 철근강(rebar)을 부식으로부터 보호하는 가장 효과적인 접근법 중 하나이다. 이에 본 연구는 염화물 오염 콘크리트 공극 용액(ClSCPS)에 노출된 철근강에서 부식을 완화할 수 있는 잠재력을 갖는 새로운 히드라존(hydrazone) 유도체인 (E)-N'-(4-(dimethylamino)benzylidene)-2-(5-methoxy-2-methyl-1H-indol-3-yl)aceto-hydrazide (HIND)를 중심으로 연구하고자 한다. 목적: 본 연구는 모의 부식 환경 내에서 철근강에 대한 HIND의 반부식 능력을 평가하고, 그 억제 효과의 기전(mechanisms)에 초점을 맞춘다. 방법: ClSCPS에 노출된 철근강의 부식은 질량 감소(weight loss) 및 전기화학적 방법을 통해 조사하였다. 철근강 표면의 표면 형태(surface morphology)는 FE-SEM-EDS, AFM으로 특성화하였으며, 철근강의 산화 상태와 결정 구조는 X선 광전자 분광법(XPS) 및 X선 회절법(XRD)으로 분석하였다. 또한 실험 결과를 자가일치-전하(self-consistent-charge) 밀도범함수 타이트 바인딩(self-consistent-charge density-functional tight-binding; SCC-DFTB) 시뮬레이션을 이용한 이론 연구로 보완하였다. HIND의 성능은 30일 동안 최적 농도에서 모니터링하였다. 결과: 그 결과 HIND를 도입함으로써 철근강 부식이 유의하게 감소함을 확인하였다. 억제제 분자는 철 표면에 부착하여 추가 열화를 방지하였고, 0.5 mmol/L 농도에서 억제 효율(inhibition efficiency) 88.4%를 달성하였다. 표면 형태 분석은 HIND가 철근 표면에 긍정적 영향을 미치며, 무처리 용액에서 183.5였던 철근강의 표면 조도가 억제 용액에서는 50 nm로 감소함을 보여주었다. 더 나아가 SCC-DFTB 시뮬레이션은 철 원자와 HIND의 활성 부위(active sites) 간의 배위(coordination)가 존재함을 시사하였다. 결론: 본 연구 결과는 염화물 오염 환경에서 HIND가 효과적인 반부식제(anti-corrosion agent)로서의 잠재력을 갖고 있음을 보여준다. 그 주요 흡착 메커니즘은 억제제 분자에서 철 원자로의 전하 전달(charge transfer)과 관련된다. 따라서 HIND의 적용은 철근 구조 기반시설에서 부식 관련 문제를 해결하기 위한 효과적인 전략이 될 수 있다.

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