腐蝕已經(jīng)覆蓋了人們生活的每一個角落，發(fā)達國家每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失遠遠超過了自然災(zāi)害導(dǎo)致的損失總和。鋼具有高強度、高硬度、低成本的特點，因此被廣泛應(yīng)用于各種場合。鋼軸承是動力傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，對其表面質(zhì)量有著嚴格的要求。隨著陸地資源的枯竭，海洋成為未來發(fā)展的重點。然而，鋼在復(fù)雜的海洋環(huán)境中容易受到腐蝕。在鹽霧的侵蝕下，軸承表面的點蝕嚴重威脅著機器的正常使用和操作人員的安全。雖然有許多方法可以減少腐蝕，但涂層是目前工業(yè)上最常用的。大多數(shù)金屬涂層通過在基材表面形成致密的氧化層來減緩腐蝕。但海水中的氯離子對這層金屬氧化物有很強的侵蝕作用，大大降低了金屬涂層的使用壽命。為了解決這個問題，初步提出在原有金屬涂層表面添加疏水層的想法。添加的疏水層需要同時具備耐腐蝕、耐磨和疏水三種特性。

目前，航空軸承常用的涂層包括高熵合金涂層、硬質(zhì)陶瓷涂層和納米涂層。高熵合金具有“雞尾酒效應(yīng)”，可以定制涂層的綜合性能，但高昂的成本和稀有金屬復(fù)雜成分的篩選過程限制了其廣泛使用。硬質(zhì)陶瓷涂層具有硬度高，摩擦系數(shù)低，耐高溫和耐腐蝕性，但陶瓷在沖擊下容易發(fā)生脆性斷裂，加速軸承失效。納米涂層在防腐、耐磨、隔熱、自清潔等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。然而，納米涂層常作為復(fù)合涂層的一部分，以提供更好的防護性能。與金屬合金涂層相比，有機涂層在軸承保護方面具有獨特的優(yōu)勢。聚四氟乙烯（PTFE）和聚醚醚酮（PEEK）都是有機材料，不易發(fā)生酸堿反應(yīng)，具有很強的耐腐蝕性。然而，在金屬軸承表面制備這種耐腐蝕有機涂層頗具挑戰(zhàn)性。通過直接噴涂和涂層燒結(jié)方法制備的單一有機涂層無法在軸承摩擦和磨損過程中提供足夠的保護。如何在金屬軸承表面快速、簡單地制備有機涂層一直是該研究領(lǐng)域的重點。

硬脂酸是自然界中廣泛存在的脂肪酸，可用作表面活性劑和潤滑劑。很早以前就有報道，通過簡單的濕化學(xué)蝕刻和硬脂酸改性，可以使鋼和鋁合金表面具有超疏水性。大量研究發(fā)現(xiàn)，微納米顆粒的協(xié)同作用可以有效增強表面超疏水性。然而，薄膜的疏水性對硬脂酸的添加量非常敏感。隨著硬脂酸改性膜的超疏水性進一步提高，附著力將顯著降低。因此，提高疏水層與金屬層之間的粘附強度，可以更好地增強涂層對軸承表面的保護性能。在海水等潮濕環(huán)境中，貽貝可以通過分泌具有很強粘附性的蛋白質(zhì)，牢固地粘附在各種材料表面。受這種粘附蛋白的啟發(fā)，許多研究發(fā)現(xiàn)聚多巴胺具有類似貽貝粘附蛋白的超強粘附性能。在堿性條件下，聚多巴胺能在各種材料表面迅速形成薄膜。聚多巴胺含有豐富的羥基和氨基官能團，可以增強材料表面的化學(xué)多功能性。因此，聚多巴胺可作為中間層，實現(xiàn)金屬與涂層之間的牢固粘附。