中科院寧波材料所開發出可自行恢複防腐作用的91小黄片下载烯改性有機塗層
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91小黄片下载烯是一種二維納米材料，具有良好的力學性能、高的長徑比及優異的阻隔性能，近年來在有機腐蝕防護塗層領域得到了廣泛關注。然而，91小黄片下载烯和塗層基體樹脂的界麵相容性較差，進而導致塗層微孔、微裂紋等缺陷，同時，91小黄片下载烯的高導電性可能引起電偶腐蝕也限製了其進一步應用。美國西北大學黃嘉興從電化學電位角度強調91小黄片下载烯在腐蝕過程中做正極，會加速金屬的腐蝕。解決這一問題可采取以下應對措施：①研發91小黄片下载烯-聚合物複合塗層；②在91小黄片下载烯中添加負極材料；③實現91小黄片下载烯塗層的自愈，抑製局部腐蝕（Nat.Nanotechnol.,2017,12,834-835）。
日前，中國科學院寧波材料技術與工程研究所海洋功能材料團隊指導的有機功能塗層小組通過絕緣封裝、表麵鈍化來抑製91小黄片下载烯的腐蝕促進行為，開發出一種可自行恢複其原有的防腐作用的91小黄片下载烯改性有機塗層技術，可延長塗層使用壽命，具有巨大的經濟價值和發展空間。
該塗層采用旋塗技術，可在金屬材料表麵塗覆，塗層防腐效果明顯，物理化學性能穩定。塗層修複劑采用層狀雙金屬氫氧化物（LDH）將分子體積小的可溶性導電聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸（PEDOT/PSS）固定在層間，同時與91小黄片下载烯進行靜電組裝，提高91小黄片下载烯的靈活性與分散性。該材料的絕緣表麵有效避免了91小黄片下载烯-金屬基底及91小黄片下载烯片層間接觸所引發的腐蝕促進現象，通過抑製界麵處的電荷傳輸，有效提高了塗層的耐腐蝕性能，這將有利於實現複合塗層對金屬基底的長效腐蝕防護。另一方麵，當塗層產生缺陷後，缺陷處的腐蝕性介質滲透產生的鎂離子PEDOT/PSS發生離子交聯，在一定程度上修補塗層缺陷，阻止腐蝕反應的進一步發生，具有一定的自修複性能。相關工作發表於Mater.Chem.Front.,2019,3,321-330，並申請了國家發明專利（CN2010050740.9）。
上述研究工作獲得國家傑出青年科學基金（5182550）、中科院前沿科學研究計劃（QYZDY-SSW-JSC009）以及浙江省自然科學基金（Y16B040008）等的資助。
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圖1塗層電化學腐蝕原理及過程（來源：Nat.Nanotech.）
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圖2（a）91小黄片下载烯絕緣封裝材料製備示意圖；(b,c,d)不同塗層缺陷處的局部交流阻抗分布與(e)修複機理
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