自修復涂層能夠從各種形式的損傷(如劃痕、針孔、穿刺和切片)中恢復,常用于保護金屬免受破壞性腐蝕反應,并提高設備的魯棒性。以往的研究已經證明了基于封裝修復劑、物理相互擴散、動態共價鍵或非共價鍵以及范德華力的自修復系統具有良好的耐腐蝕性。然而,在高濕度、真空、低溫和高鹽度等惡劣的腐蝕條件下,這些涂層的自修復能力可能會失效或變得脆弱和堅硬,導致修復材料的重建受阻,進而引發嚴重的腐蝕擴散。
目前,研究人員正在開發具有足夠流動性且對水不敏感的修復材料,以實現水下自修復功能,從而在高濕環境中自主修復損傷。然而,隨著防腐應用變得越來越復雜,自修復功能需要在各種惡劣環境中都能發揮作用。此外,大多數用于減少腐蝕破壞的自修復系統,由于難以準確定位難以察覺的微缺陷,并且無法在指定地點對自修復行為進行精確的區域控制,可能無法提供完全保護。因此,開發一種能在各種環境下實現精準原位自修復的智能防腐涂層將更具優勢,但相關研究卻鮮有報道。
近期,吉林大學趙杰/范勇團隊、云南農業大學朱書生團隊成功制備了一種具有原位精確可控的自修復防腐復合涂層。
利用遠程近紅外(NIR)光的刺激,將特定層的納米纖維膜和環氧樹脂阻斷層結合起來,獲得自修復防腐復合涂層。 該復合涂層可以在30s內實現對指定位置的精確修復,自修復防腐效率為96.32%。在各種惡劣條件下,包括水下、模擬海水(3.5wt%NaCl溶液)、真空(2KPa)甚至超低溫(-70°C,0.9 Pa冷凍干燥機),該復合涂層也能保持快速而精確的修復能力。因此,本研究普遍精確的自修復策略拓寬了防腐涂料的應用場景,為開發專門針對特定局部區域的高精度原位自修復系統提供了寶貴的見解。 制備示意圖 BLC制備過程示意圖。 相關研究成果以“Precise controllable self-healing composite coating towards designated corrosion locations”為標題發表在《Chemical Engineering Journal》上。
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