受自然界生物體表面特殊浸潤性現(xiàn)象啟示的中科張斌超疏水功能材料正受到越來越多研究人員的關注。超疏水表面優(yōu)異的院海洋所界面不潤濕特性使其在自清潔、海洋防腐、中科張斌低溫防覆冰、院海洋所油水分離、中科張斌液體輸運、院海洋所能量收集等領域具有良好應用前景。中科張斌前期研究基礎（J. Mater. Sci. Technol. 2021, 71, 1-11; Mater. Des. 2022, 223, 111246）已證實表面超疏水化是院海洋所減緩金屬與合金材料腐蝕失效的重要途徑。然而，中科張斌目前超疏水防腐材料仍面臨諸多挑戰(zhàn)亟待解決，院海洋所例如機械穩(wěn)定性不足、中科張斌低表面張力液體粘附、院海洋所空氣層耐壓性欠佳等。中科張斌
近日，院海洋所中國科學院海洋研究所海洋環(huán)境腐蝕與控制技術研究團隊張斌斌等重點針對低表面張力液體表面潤濕粘附和“扎釘”現(xiàn)象導致的中科張斌空氣層屏蔽功能失效問題，采用有機-無機復合雜化和表面噴涂技術設計制造了一種兼具超疏水和超疏油特性的POS@Al2O3@Epoxy有機-無機復合雜化超雙疏自清潔防腐防冰涂層。相關成果以題為“Hybrid superamphiphobic anti-corrosion coating with integrated functionalities of liquid repellency, self-cleaning, and anti-icing”發(fā)表在國際學術期刊《Journal of Materials Science & Technology》。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)所制備的超雙疏自清潔涂層對不同表面張力的液體均展現(xiàn)出優(yōu)異的斥液性和液體無損傳輸功能。電化學測試結(jié)果顯示涂層表面電荷轉(zhuǎn)移電阻較空白碳鋼基體提升8個數(shù)量級、腐蝕電位正移590mV、腐蝕電流下降4個數(shù)量級。同時，涂層在經(jīng)受480h鹽霧加速腐蝕和2400h戶外大氣腐蝕暴露測試后仍維持性能穩(wěn)定。-10℃和-15℃低溫環(huán)境下的結(jié)冰測試也進一步揭示了涂層具有顯著的延遲結(jié)冰和降低界面冰粘附力特性。以上研究結(jié)果充分證實了該涂層具備優(yōu)異的防腐防冰功能、規(guī)模化制備和推廣應用潛力，為海洋防腐防污先進材料與技術的開發(fā)奠定重要基礎。論文第一作者和通訊作者為中國科學院海洋研究所特聘研究員張斌斌。研究工作得到了山東省優(yōu)秀青年科學基金（ZR2022YQ35）、中國科學院青年創(chuàng)新促進會（2021207）和山東省聯(lián)合基金重點項目（ZR2021LFG004）的資助，謹此感謝。
圖1. 超雙疏涂層的電化學阻抗譜和動電位極化曲線。
圖2. 涂層的耐鹽霧加速腐蝕評價
圖3. 涂層的戶外大氣腐蝕環(huán)境暴露評價
圖4. 超雙疏涂層低溫環(huán)境下延遲結(jié)冰特性
圖5. 基于表面噴涂技術制備該涂層的基材適用性
通訊作者簡介：
張斌斌，男，理學博士，中國科學院海洋研究所特聘研究員，中國科學院青年創(chuàng)新促進會會員，山東省優(yōu)秀青年科學基金獲得者。主要從事仿生超疏液海洋防腐防污材料、材料海洋環(huán)境使役行為與機制、先進功能復合涂層與防護技術等方面的研究工作。截至目前，主持國家和省部級科研項目8項，其中省部級人才項目2項。以第一作者和通訊作者在Chem. Eng. J.、J. Mater. Sci. Technol.、J. Colloid Interf. Sci.、Corros. Sci.、Mater. Des.、Langmuir等國際期刊發(fā)表SCI論文60余篇，被引2000余次，入選全球前2%科學家榜單。受聘擔任《Biomimetics》、《Coatings》、《International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials》、《Journal of Bionic Engineering》、《Journal of Central South University》、《金屬學報》、《工程科學學報》、《中國腐蝕與防護學報》等期刊編委和青年編委。
論文信息：Binbin Zhang*, Guang Yang, Weichen Xu, Jizhou Duan, Baorong Hou, Hybrid superamphiphobic anti-corrosion coating with integrated functionalities of liquid repellency, self-cleaning, and anti-icing, Journal of Materials Science & Technology, 2024, 184, 256-268.
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1005030223009702
