KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Journal of Naval Sciences and Engineering / 2026 / Volume: 22 Issue: 1

Elektronik Reaktivite İndeksi (ERI): Deniz Çeliğine Yönelik Yeşil Korozyon İnhibitörlerinin Taranması İçin Heuristik Bir Bileşik Tanımlayıcı

Electronic Reactivity Index (ERI): A Heuristic Composite Descriptor for Screening Green Corrosion Inhibitors for Marine Steel

Ahmet Güneş(Milli Savunma Üniversitesi)0000-0003-0966-4025
Sayfa
—
Yayın Tarihi
2026-06-26
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

ERI, klorür ortamında yapılacak elektrokimyasal testlerden önce düşük maliyetli bir elektronik filtre olarak değerlendirilmelidir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Organik korozyon inhibitörlerinin kuantum-kimyasal taramalarında moleküller çoğunlukla ya E_HOMO değerine ya da HOMO–LUMO enerji aralığına, ΔE, göre sıralanmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:CDFT açısından ERI, (1/2) EHOMO × S ile ölçeklenir; burada S global yumuşaklığı ifade eder.
💡
Sonuç & Katkı:ERI, klorür ortamında yapılacak elektrokimyasal testlerden önce düşük maliyetli bir elektronik filtre olarak değerlendirilmelidir.
🔬Tür:Uygulamalı Anket & Alan Araştırması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Electronic Reactivity Index (ERI) · Green corrosion inhibitors · Quantum chemistry

Özet

Organik korozyon inhibitörlerinin kuantum-kimyasal taramalarında moleküller çoğunlukla ya E_HOMO değerine ya da HOMO–LUMO enerji aralığına, ΔE, göre sıralanmaktadır. Bu ayrım kullanışlı olmakla birlikte kimyasal açıdan eksiktir. Çelik yüzeyine adsorpsiyon, hem erişilebilir bir dolu sınır orbitalini hem de arayüzeydeki yük yeniden dağılımına uyum sağlayabilecek yeterli elektronik yumuşaklığı gerektirir. Bu birleşik gereksinimi yakalamak amacıyla, Elektronik Reaktivite İndeksi, ERI = EHOMO / ΔE, deniz çeliğine yönelik yeşil inhibitör adayları için heuristik bir ilk-aşama tarama tanımlayıcısı olarak tanımlanmıştır. CDFT açısından ERI, (1/2) EHOMO × S ile ölçeklenir; burada S global yumuşaklığı ifade eder. Bu çalışmada kullanılan negatif orbital enerji gösteriminde, daha negatif ERI değerleri erişilebilir dolu orbitalleri daha dar enerji aralıklarıyla birleştiren molekülleri işaret eder. Beş yapısal sınıftan yirmi iki organik molekül, örtük sulu çözücü modeliyle, epsilon = 78.4, PM7 yöntemi kullanılarak değerlendirilmiştir. Kuersetin en güçlü ERI yanıtını vermiştir (-1.165); onu luteolin ve kafeik asit izlemiştir. En yüksek sıralı bölgeye, genişletilmiş pi-delokalizasyonu ve oksijen merkezli donör bölgeleri ile uyumlu olarak konjuge flavonoidler ve fenolikler hâkim olmuştur. Literatürde bildirilen inhibisyon davranışları aynı genel kimyasal eğilimi izlemiştir; ancak bu karşılaştırma istatistiksel doğrulama sağlamamaktadır. Seçilen beş yüksek sıralı aday için yapılan SwissADME profillemesi Lipinski beş kuralı ihlali göstermemiştir. ERI, klorür ortamında yapılacak elektrokimyasal testlerden önce düşük maliyetli bir elektronik filtre olarak değerlendirilmelidir.

Abstract

Most quantum-chemical screens of organic corrosion inhibitors rank molecules from either EHOMO or the HOMO–LUMO gap, ΔE. That split is convenient, but chemically incomplete. Adsorption on steel requires both an accessible occupied frontier orbital and enough electronic softness to accommodate interfacial charge redistribution. To capture this coupled requirement, we define the Electronic Reactivity Index, ERI = EHOMO / ΔE, as a heuristic first-pass descriptor for green inhibitor candidates for marine steel. In CDFT terms, ERI scales with (1/2) EHOMO × S, where S is global softness. With the negative orbital-energy convention used here, more negative ERI values mark molecules that combine accessible occupied orbitals with narrower gaps. Twenty-two organic molecules from five structural classes were evaluated using PM7 with implicit aqueous solvation, epsilon = 78.4. Quercetin gave the strongest ERI response (-1.165), followed by luteolin and caffeic acid. The highest-ranked region was dominated by conjugated flavonoids and phenolics, consistent with extended pi-delocalisation and oxygen-centred donor sites. Literature-reported inhibition behaviour followed the same broad chemical trend, although it does not provide statistical validation. SwissADME profiling of five selected high-ranked candidates showed no Lipinski rule-of-five violations. ERI is best viewed as a low-cost electronic filter before chloride-media electrochemical testing.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Güneş, A. (2026). Elektronik Reaktivite İndeksi (ERI): Deniz Çeliğine Yönelik Yeşil Korozyon İnhibitörlerinin Taranması İçin Heuristik Bir Bileşik Tanımlayıcı. Journal of Naval Sciences and Engineering, Volume: 22 Issue: 1. https://doi.org/10.56850/jnse.1933705

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (27)

  1. Koch, G. H., Varney, J., Thompson, N. G., Moghissi, O., Gould, M., & Payer, J. H. (2016). International measures of prevention, application, and economics of corrosion technologies study. NACE International. https://impact.nace.org/documents/Nace-International-Report.pdf
  2. Revie, R. W., & Uhlig, H. H. (2008). Corrosion and corrosion control: An introduction to corrosion science and engineering (4th ed.). John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/9780470277270
  3. Frankel, G. S. (1998). Pitting corrosion of metals: A review of the critical factors. Journal of The Electrochemical Society, 145(6), 2186–2198. https://doi.org/10.1149/1.1838615
  4. Bhandari, J., Khan, F., Abbassi, R., Garaniya, V., & Ojeda, R. (2015). Modelling of pitting corrosion in marine and offshore steel structures—A technical review. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 37, 39–62. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2015.06.008
  5. Verma, C., Ebenso, E. E., Quraishi, M. A., & Hussain, C. M. (2021). Recent developments in sustainable corrosion inhibitors: Design, performance and industrial scale applications. Materials Advances, 2(12), 3806–3850. https://doi.org/10.1039/D0MA00681E
  6. Li, Y., Chen, Y., Wang, C., Li, Y., & Wu, Y. (2025). Exploring the potential of plant extracts as corrosion inhibitors: A comprehensive review. Progress in Organic Coatings, 198, Article 108915. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108915
  7. Chauhan, D. S., Verma, C., & Quraishi, M. A. (2021). Molecular structural aspects of organic corrosion inhibitors: Experimental and computational insights. Journal of Molecular Structure, 1227, Article 129374. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129374
  8. Gece, G. (2008). The use of quantum chemical methods in corrosion inhibitor studies. Corrosion Science, 50(11), 2981–2992. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2008.08.043
  9. Parr, R. G., & Yang, W. (1984). Density functional approach to the frontier-electron theory of chemical reactivity. Journal of the American Chemical Society, 106(14), 4049–4050. https://doi.org/10.1021/ja00326a036
  10. Parr, R. G., & Pearson, R. G. (1983). Absolute hardness: Companion parameter to absolute electronegativity. Journal of the American Chemical Society, 105(26), 7512–7516. https://doi.org/10.1021/ja00364a005
  11. Parr, R. G., & Yang, W. (1989). Density-functional theory of atoms and molecules. Oxford University Press.
  12. Parr, R. G., von Szentpály, L., & Liu, S. (1999). Electrophilicity index. Journal of the American Chemical Society, 121(9), 1922–1924. https://doi.org/10.1021/ja983494x
  13. Lukovits, I., Kálmán, E., & Zucchi, F. (2001). Corrosion inhibitors—Correlation between electronic structure and efficiency. Corrosion, 57(1), 3–8. https://doi.org/10.5006/1.3290328
  14. Stewart, J. J. P. (2013). Optimization of parameters for semiempirical methods VI: More modifications to the NDDO approximations and re-optimization of parameters. Journal of Molecular Modeling, 19, 1–32. https://doi.org/10.1007/s00894-012-1667-x
  15. Stewart, J. J. P. (2016). MOPAC2016 [Computer software]. Stewart Computational Chemistry. http://openmopac.net
  16. Koopmans, T. (1934). Über die Zuordnung von Wellenfunktionen und Eigenwerten zu den einzelnen Elektronen eines Atoms. Physica, 1(1–6), 104–113. https://doi.org/10.1016/S0031-8914(34)90011-2
  17. Kokalj, A. (2010). Is the analysis of molecular electronic structure of corrosion inhibitors sufficient to predict the trend of their inhibition performance? Electrochimica Acta, 56(2), 745–755. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.09.065
  18. Obot, I. B., Macdonald, D. D., & Gasem, Z. M. (2015). Density functional theory (DFT) as a powerful tool for designing new organic corrosion inhibitors. Part 1: An overview. Corrosion Science, 99, 1–30. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2015.01.037
  19. Daina, A., Michielin, O., & Zoete, V. (2017). SwissADME: A free web tool to evaluate pharmacokinetics, drug-likeness and medicinal chemistry friendliness of small molecules. Scientific Reports, 7, Article 42717. https://doi.org/10.1038/srep42717
  20. Banerjee, P., Kemmler, E., Dunkel, M., & Preissner, R. (2024). ProTox 3.0: A webserver for the prediction of toxicity of chemicals. Nucleic Acids Research, 52(W1), W513–W520. https://doi.org/10.1093/nar/gkae303
  21. Pearson, R. G. (1963). Hard and soft acids and bases. Journal of the American Chemical Society, 85(22), 3533–3539. https://doi.org/10.1021/ja00905a001
  22. Dehghani, A., Mostafatabar, A. H., Bahlakeh, G., Ramezanzadeh, B., & Ramezanzadeh, M. (2020). Detailed-level computer modeling explorations complemented with comprehensive experimental studies of quercetin as a highly effective inhibitor for acid-induced steel corrosion. Journal of Molecular Liquids, 309, Article 113035. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113035
  23. de Souza, F. S., & Spinelli, A. (2009). Caffeic acid as a green corrosion inhibitor for mild steel. Corrosion Science, 51(3), 642–649. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2008.12.013
  24. Dahmani, M., Et-Touhami, A., Al-Deyab, S. S., Hammouti, B., & Bouyanzer, A. (2010). Corrosion inhibition of C38 steel in 1 M HCl: A comparative study of black pepper extract and its isolated piperine. International Journal of Electrochemical Science, 5(8), 1060–1069. https://doi.org/10.1016/S1452-3981(23)15344-2
  25. Fu, J.-J., Li, S.-N., Wang, Y., Liu, X.-D., & Lu, L.-D. (2011). Computational and electrochemical studies on the inhibition of corrosion of mild steel by L-cysteine and its derivatives. Journal of Materials Science, 46(10), 3550–3559. https://doi.org/10.1007/s10853-011-5267-4
  26. Lipinski, C. A., Lombardo, F., Dominy, B. W., & Feeney, P. J. (2001). Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings. Advanced Drug Delivery Reviews, 46(1–3), 3–26. https://doi.org/10.1016/S0169-409X(00)00129-0
  27. OECD. (2004). Test No. 202: Daphnia sp. acute immobilisation test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 2. OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/9789264069947-en