萊斯大學(xué)的科研人員近期研制出一種新型合金涂層，它具有獨(dú)特和多樣化的屬性，已通過試驗(yàn)證明在保護(hù)鋼鐵材料免受腐蝕方面非常有效。這種新型涂層不僅能防止普通鋼的浸水板生銹，而且具有彈性，特別神奇的是，在受損時(shí)能自我修復(fù)！

這種新型防腐蝕涂層是由一種輕質(zhì)的硫硒合金制成的，研究人員表示，它將目前可用解決方案的多種理想品質(zhì)集于一身，這意味著像鋅基和鉻基涂層一樣能夠阻擋濕氣和氯氣，像聚合物基涂層一樣能夠在類似海水的條件下保護(hù)鋼鐵，并且能夠抵御微生物引起的腐蝕。

這些特性是通過一系列試驗(yàn)加以驗(yàn)證的，其中第一個(gè)試驗(yàn)是將普通低碳鋼的小板塊涂上硫硒合金并在海水中浸泡一個(gè)月，同時(shí)還有一塊未涂的鋼板作為對照。雖然裸露的鋼明顯生銹，但涂有涂層的鋼在顏色上沒有變化，經(jīng)過進(jìn)一步試驗(yàn)證明其具有很強(qiáng)的抗氧化能力。

接下來，科研人員將有涂層和無涂層的樣品暴露在浮游生物和生物膜中，以檢驗(yàn)其對抗已知會大大加速腐蝕過程的硫酸鹽還原菌。而這種新型合金再次出色地保護(hù)了其下的鋼板。據(jù)科研人員稱，該涂層提供了99.99%的“抑制效率”。

也許最令人印象深刻的是，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種合金具有強(qiáng)大的自我修復(fù)特性。當(dāng)把它的薄膜切成兩半，然后把兩片薄膜放在加熱板上，當(dāng)加熱到70°C時(shí)，它們在兩分鐘內(nèi)重新變成了一個(gè)可折疊的薄膜。如將材料加熱到130°C保持15分鐘可以修復(fù)針孔大小的缺陷，愈合后的材料被證明在保護(hù)鋼鐵方面與未受損的原始涂層一樣有效。

這項(xiàng)研究成果已發(fā)表在Advanced Materials雜志上。研究報(bào)告的作者M(jìn)uhammad Rahman說：“如果你給合金來個(gè)猛擊，它就會復(fù)原。如果它需要快速恢復(fù)，我們就用熱量來協(xié)助它。不過隨著時(shí)間的推移，大多數(shù)厚的樣品也都會自行恢復(fù)。”

科研人員認(rèn)為這種新型合金不僅可以作為水環(huán)境和我們周圍的鋼鐵基礎(chǔ)設(shè)施的保護(hù)層，而且還可以用于可彎曲的電子產(chǎn)品。關(guān)于這一點(diǎn)，他們報(bào)告說該合金是一種比大多數(shù)柔性材料更好的絕緣體，同時(shí)也比大多數(shù)絕緣材料更靈活。他們現(xiàn)在正在繼續(xù)試驗(yàn)拓寬該材料的品種，以適應(yīng)不同類型的鋼材，并探索不同的涂層技術(shù)。

“第一個(gè)目標(biāo)是鋼結(jié)構(gòu)，但我們知道電子行業(yè)也面臨著一些同樣的腐蝕問題，”研究報(bào)告的另一位作者Pulickel Ajayan說道，“我們的新材料有機(jī)會解決這些問題。”

文獻(xiàn)網(wǎng)址：https://doi.org/10.1002/adma.202104467