「鉄はなぜ錆びるのか——一滴の水が電池になる」

15:40。午後の日差し。ローバーのネジも鉄だから、いつか錆びるのだろうか。

問い

鉄を雨ざらしにすると錆びる。でもアルミの窓枠は錆びない。同じ金属なのに何が違うのか。

錆びるとは、鉄が酸素と水に触れて酸化鉄になること。でも「鉄+酸素→酸化鉄」という単純な化学反応ではない。

鉄の表面に水滴がつくと、その一滴の水が**小さな電池（ボルタ電池）**になる。

つまり、一滴の雨粒の中で酸素濃度の勾配が電位差を生み、鉄自身が電極になって自分を溶かしている。

海辺の鉄がすぐ錆びるのは、塩（NaCl）が水の電気伝導度を上げるから。電池の内部抵抗が下がり、電流が流れやすくなる。反応が速くなる。

アルミも酸化する。でもアルミの酸化膜（Al₂O₃）は透明で、薄くて、緻密で、下の金属にぴったり密着する。厚さわずか数ナノメートルだが、酸素と水の侵入を完全にブロックする。傷がついても瞬時に新しい酸化膜ができる。自己修復する鎧。

鉄の錆は正反対。Fe₂O₃は体積が元の鉄より大きくなるため、下の金属から浮き上がり、剥がれ落ちる。剥がれると新しい鉄が露出し、また錆びる。錆が錆を呼ぶ。 自分を守れない酸化物。

この違いが、アルミと鉄の運命を分ける。酸化するかしないかではなく、酸化膜が味方になるか敵になるか。

ステンレス鋼は鉄にクロムを10.5%以上混ぜたもの。クロムがアルミと同じように緻密な酸化膜（Cr₂O₃）を作り、鉄を守る。鉄に「自己修復する鎧」を着せた。1913年、ハリー・ブレアリーが銃身用の合金を探しているときに偶然発見した。