美國西北大學研製油基自修復塗層,可保護金屬免受腐蝕

美國西北大學研製油基自修復塗層,可保護金屬免受腐蝕

金屬製品已經在現代社會有廣泛的應用,然而腐蝕的現象總是難以避免。它會導致橋樑、管道和平面結構發生疲勞或失效,因此防腐蝕塗層必不可少。遺憾的是,現實中總會遇到塗層被刺破或劃傷的情況。好消息是,西北大學的研究人員們,已經開發出了一種能夠自癒的塗層,可在幾秒鐘內完成缺陷處的修補工作。

美國西北大學研製油基自修復塗層,可保護金屬免受腐蝕

帶領這項研究的黃嘉興(Jiaxing Huang音譯)教授在接受 New Atlas 採訪時稱:「金屬的局部腐蝕是非常危險的,因為它很難被預測或檢測到,尤其在無人看護的時候遭遇了這種狀況」。

儘管有基於目視的檢查方法、或基於電化學的腐蝕速率檢測手段,但由於腐蝕是局部性質的,因此難以在大型金屬結構中定位破損的地方。

美國西北大學研製油基自修復塗層,可保護金屬免受腐蝕

目前已有基於太陽照射的自癒塗層(以及其它受蛇皮啟發的塗層),但這些只能修復較微觀的缺陷。為了治癒毫米級的更大瑕疵,研究團隊受到了不同靈感的啟發。

在一艘小舟掠過水面之後,水會一起回到原點。水是一種出色的流體,因此「切割」的效應會被迅速彌合。受此啟發,我們意識到油等液體,是自癒機制的優良選擇。

油基塗層必須具有足夠的流動性,能夠在幾秒鐘內快速自我修復。問題在於,液體塗層無法輕易滴落到金屬表面。為此,團隊研究出了所謂的「適居帶」(Goldilicks Zone)。

其透過添加微觀和輕質的石墨烯膠囊來實現,可使油基變稠。即使在惡劣的環境中,也能夠良好地黏著在金屬上 —— 無論是在水下、還是酸雨中。

實驗表明,即便對同一區域連續「擦拭」200 次,它也能夠在鋁、黃銅和鋼等多種不同金屬上,反覆實現快速的癒合。

黃表示,理論上,這種塗層適用於任何金屬製品,因為它不是基於特定的表面而研製的化學塗層。

接下來,研究人員將研究防污塗料,並尋找大規模生產「石墨烯膠囊」(graphene capsules)的方法。

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