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出淤泥而不染——超疏水材料大顯身手

2017-07-24 13:20:10 作者：本網整理來源：中國網生活消費分享至：

“予獨愛蓮之出淤泥而不染，濯清漣而不妖……”早在北宋時期，理學家周敦頤就用這句膾炙人口的詩句表達了對蓮花品格的欣賞和潔身自好品性的推崇。隨著科技的不斷發展，蓮花“出淤泥而不染”這一特性引起了國內外科學家們的興趣。

“出淤泥而不染”是什么原理呢?原來荷葉表面具有粗糙的微觀形貌以及疏水的表皮蠟，這種特殊的結構有助于鎖住空氣，可以防止水將表面潤濕，同時表面的灰塵、雜質也會被雨水帶走。荷葉這種自清潔性能被人們稱為“荷葉效應”。水滴在荷葉上形成一個球形，而不是鋪展開來，像這樣的表面，就是“超疏水表面”。

從材料科學角度來說，超疏水是指材料結構的特性，使表面形成乳突狀納米或微米結構，阻止水滴潤濕、滲透基體材料。它具有隔絕水分、易清潔、超強附著力、良好的透氣性、良好的耐酸堿性的優勢。超疏水涂料在國內最早市場化，擁有核心技術，應用于中高端市場。

浙江省余姚市某天然氣公司是一家專門從事天然氣經營，燃氣管網設計、安裝、施工等配套服務的專業化公司，該公司在進行某項目敷設中低壓管網的過程中，在特定工況下，燃氣鋼管內壁易腐蝕，影響了生產安全和傳輸效率。于是該公司通過多種途徑尋求解決辦法。

在園區的企業交流會上，該公司了解到了飛天眾智中國制造科技服務平臺，遂與飛天眾智線下團隊進行聯系，希望可以幫助尋求供方解決公司面臨的問題。在與該公司進行細致地溝通與實地考察后，飛天眾智技術團隊負責人表示：“金屬表面存在一層氧化物，具有一定的防腐作用。但如果處于有腐蝕介質的環境中，氧化物層很容易被腐蝕介質穿透，導致其下層金屬單質被腐蝕，同時形成更多的氧化物，使得腐蝕持續進行并不斷加劇，由此引發的鋼管內壁腐蝕是一種常見現象。”

經過深入了解該公司的需求后，飛天眾智迅速為該公司找到了供方公司蘇州某科技有限公司。供方是一家專業從事新型功能材料的研發、生產與銷售的高科技公司，主要產品包括疏水疏油材料、抗霜和防霧材料等。

隨后在飛天眾智的撮合下，供需雙方很快展開了初次交流會，并簽訂了交易合同。在采用了供方提供的超疏水涂料后，天然氣管道內壁表面形成了致密的超疏水分子防腐膜。利用不同酸度值的5% NaCl和NaCl-HCl水溶液，對改性前后的管道內壁表面進行腐蝕實驗，實驗結果表明：形成的超疏水分子膜致密穩定，具有非常好的防腐性能，同時傳輸效率也得到了大大提升。

據了解，天然氣輸送管道因輸送介質中含有H2S、CO2和水等腐蝕性介質而發生內腐蝕。如果在氧化物層表面能夠形成對極性腐蝕介質(主要是水、酸性氣體及鹽的水溶液等)有很強排斥作用的超疏水膜(接觸角>150°)，那么金屬的腐蝕將被阻止或大大減緩。在國外，超疏水膜已被用來提高金屬鋁、低碳鋼等多種金屬表面的防腐性能。此外，超疏水涂料還廣泛應用在橋梁、石油化工設備、玻璃鋼、船舶、大型屋架、電廠設備、鋼結構、工程機械、建筑鋼材、碼頭設備、石油儲罐、汽車等金屬表面。

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責任編輯：殷鵬飛

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