海洋所超雙疏自清潔防腐防冰涂層研究獲新進(jìn)展
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所在有機(jī)-無機(jī)復(fù)合雜化超雙疏自清潔防腐防冰涂層研究方面取得新進(jìn)展,相關(guān)成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Materials Science & Technology(中科院一區(qū)TOP,IF=10.9)發(fā)表。
受荷葉效應(yīng)啟示的超疏水材料,因其優(yōu)異的界面不潤(rùn)濕特性使其在自清潔、海洋防腐、低溫防覆冰、液體輸運(yùn)、能量收集、織物傳感等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。大量研究證實(shí),表面超疏水化是減緩金屬與合金材料腐蝕失效的重要途徑。然而,目前超疏水防腐材料仍面臨諸多挑戰(zhàn)亟待解決,例如機(jī)械穩(wěn)定性不足、低表面張力液體易粘附、空氣層耐壓性欠佳等。
針對(duì)低表面張力液體在超疏水表面的潤(rùn)濕粘附和“扎釘”現(xiàn)象導(dǎo)致的空氣層屏蔽功能失效問題,海洋所科研人員采用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合雜化和表面噴涂技術(shù),設(shè)計(jì)制造了一種兼具超疏水和超疏油特性的超雙疏防腐防冰涂層。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),所制備的超雙疏自清潔涂層對(duì)不同表面張力的液體均展現(xiàn)出優(yōu)異的斥液性和液體無損傳輸功能。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示,涂層表面電荷轉(zhuǎn)移電阻較空白碳鋼基體提升8個(gè)數(shù)量級(jí)、腐蝕電位正移590mV、腐蝕電流下降4個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí),涂層在經(jīng)受480h鹽霧加速腐蝕和2400h戶外大氣腐蝕暴露測(cè)試后仍維持性能穩(wěn)定。-10 和-15 低溫環(huán)境下的結(jié)冰測(cè)試也進(jìn)一步揭示了涂層具有顯著的延遲結(jié)冰和降低界面冰粘附力特性。以上研究結(jié)果充分證實(shí)了該涂層具備優(yōu)異的防腐防冰功能、規(guī)?;苽浜屯茝V應(yīng)用潛力,為海洋防腐防污先進(jìn)材料與技術(shù)開發(fā)奠定重要基礎(chǔ)。

有機(jī)-無機(jī)復(fù)合雜化超雙疏涂層及其長(zhǎng)效防腐與延遲結(jié)冰功能
論文第一作者和通訊作者為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所特聘研究員張斌斌。研究工作得到了山東省優(yōu)秀青年科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)和山東省聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目資助。
論文信息:Binbin Zhang*, Guang Yang, Weichen Xu, Jizhou Duan, Baorong Hou, Hybrid superamphiphobic anti-corrosion coating with integrated functionalities of liquid repellency, self-cleaning, and anti-icing, Journal of Materials Science & Technology, 2024, 184, 256-268.
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1005030223009702
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