眾所周知，潮濕環境中，鋼鐵的表面容易形成一層電解質溶液的薄膜。鋼鐵接觸電解質溶液之后，活潑金屬因為電化學反應而被腐蝕，導致資源浪費，如何高效環保解決金屬腐蝕問題呢？近日，揚州大學化工學院的一群學生就在該學院專業教授的指導下發明了一種高分子材料解決了此難題，并填補了國內行業空白。

    阻止金屬腐蝕不環保揚大教授帶領學生發明新材料揚州大學化學化工學院大四學生芮敏是該項目的負責人，她告訴記者，她查閱了大量資料發現，金屬腐蝕造成的經濟損失十分巨大，每年全球金屬腐蝕造成的經濟損失占GDP總量的4%左右。“談起一些高分子材料，很多人都覺得離生活很遠，其實并不是，它與我們的生活很近，比如現在的這個發明創新就是針對金屬的腐蝕問題。”

    芮敏介紹，在國際市場上，最常用的技術是通過在金屬表面涂覆有機涂層，實現金屬與腐蝕介質的隔離，從而達到抑制金屬腐蝕的目的。同時，為了提高涂層的腐蝕防護能力，通常會添加鉛、鉻等強致癌重金屬緩蝕劑。而目前市場上廣泛使用的是以重金屬鋅作為緩蝕材料的富鋅涂料，但其不可忽略的環保及效能等方面的缺陷也不斷凸現。

    朱愛萍教授就表示，富鋅涂料在較酸性環境使用過程中，富鋅底漆中鋅粉的高速消耗嚴重制約了產品的使用壽命，并且在長期使用過程中，伴隨著鋅粉的氧化，底漆涂層中會產生大量微小空洞，嚴重削弱了涂層的附著能力，使涂層剝落，最終造成大量額外的腐蝕損耗。

    “這種材料在生產時，也并不環保，在鋅粉的生產過程中往往伴隨著大量的能源資源消耗并有大量廢棄物質的排放，對自然環境產生嚴重污染并造成惡劣影響。”朱愛萍表示，在這樣的前提下，她帶領學生決定試試用最新的材料技術，讓金屬減少這種腐蝕。而伴隨著新型材料的迅速發展和成熟，高聚物復合材料，作為一種新型防腐材料的運用也在防腐領域表現出強大的生命力與發展潛能。

    防腐能力比原來強十倍獲全國大學生創新大賽二等獎芮敏表示，本產品用的是聚苯胺/碳納米管的復合納米材料，是在朱愛萍教授的指導下研制的碳納米管與導電聚合物的復合材料，填充聚苯胺/碳納米管的金屬防腐涂層，可利用復合材料可逆的氧化還原活性，使與其接觸的金屬表面持續地鈍化為一層致密的氧化膜，從而使金屬得到有效的腐蝕保護。另一方面，利用復合材料的導電性，在金屬界面產生電場，這個電場方向與電子傳遞方向相反，能夠阻礙電子從金屬向介質中氧化物傳遞，起到電子傳遞的屏障作用，從而起到防腐效果。

    “實際應用中發現，添加1%的本產品可達到70%鋅的效果，雖然產品價格較高，但性價比卻比鋅的要高。”芮敏告訴記者，“不僅如此，我們研發的材料防腐能力比鋅強近10倍，延長了絕大多數金屬的使用壽命。”據芮敏介紹，該產品工業化生產中真正做到了零污染、零排放，產生良好的生態效益。

    “聚苯胺/碳納米管復合材料是無毒無害的材料，且生產過程排出的水、乙醇等都是可循環利用的。相比重金屬防腐材料，本產品在使用過程中不會產生有毒的重金屬離子，具有無毒環保的特點。本產品是一種新型的綠色防腐涂料添加劑。”

    朱愛萍教授介紹，項目團隊研發的聚苯胺/碳納米管復合納米材料是一種新型高分子材料添加劑，克服了結構形貌的可調控、放大過程中質量控制以及廢水的循環利用等多個技術難題，推動了碳納米管與聚苯胺的工業應用，最終實現了工業和生產。研發得到的新型復合材料拓展了應用領域，這項技術也填補了國內的空白。

    近日，在第四屆全國大學生高分子材料創新大賽上，該研發從369件參賽作品中脫穎而出獲得了二等獎。“未來1~3年內，我們會將這項技術專業化生產，并投入到市場。” 朱愛萍教授說。

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