自修复涂层能够从各种形式的损伤(如划痕、针孔、穿刺和切片)中恢复,常用于保护金属免受破坏性腐蚀反应,并提高设备的鲁棒性。以往的研究已经证明了基于封装修复剂、物理相互扩散、动态共价键或非共价键以及范德华力的自修复系统具有良好的耐腐蚀性。然而,在高湿度、真空、低温和高盐度等恶劣的腐蚀条件下,这些涂层的自修复能力可能会失效或变得脆弱和坚硬,导致修复材料的重建受阻,进而引发严重的腐蚀扩散。
目前,研究人员正在开发具有足够流动性且对水不敏感的修复材料,以实现水下自修复功能,从而在高湿环境中自主修复损伤。然而,随着防腐应用变得越来越复杂,自修复功能需要在各种恶劣环境中都能发挥作用。此外,大多数用于减少腐蚀破坏的自修复系统,由于难以准确定位难以察觉的微缺陷,并且无法在指定地点对自修复行为进行精确的区域控制,可能无法提供完全保护。因此,开发一种能在各种环境下实现精准原位自修复的智能防腐涂层将更具优势,但相关研究却鲜有报道。
近期,吉林大学赵杰/范勇团队、云南农业大学朱书生团队成功制备了一种具有原位精确可控的自修复防腐复合涂层。
利用远程近红外(NIR)光的刺激,将特定层的纳米纤维膜和环氧树脂阻断层结合起来,获得自修复防腐复合涂层。 该复合涂层可以在30s内实现对指定位置的精确修复,自修复防腐效率为96.32%。在各种恶劣条件下,包括水下、模拟海水(3.5wt%NaCl溶液)、真空(2KPa)甚至超低温(-70°C,0.9 Pa冷冻干燥机),该复合涂层也能保持快速而精确的修复能力。因此,本研究普遍精确的自修复策略拓宽了防腐涂料的应用场景,为开发专门针对特定局部区域的高精度原位自修复系统提供了宝贵的见解。 制备示意图 BLC制备过程示意图。 相关研究成果以“Precise controllable self-healing composite coating towards designated corrosion locations”为标题发表在《Chemical Engineering Journal》上。
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