建大新闻网讯 近日，西安建大冶金工程学院王快社教授“高性能金属材料制备与加工领军教授团队”在高耐蚀智能自修复镁合金有机涂层的设计、开发方面取得重要进展。相关成果以“Bio-inspired self-healing MXene/polyurethane coating with superior active/passive anticorrosion performance for Mg alloy（镁合金表面仿生自修复MXene/聚氨酯涂层，具有优异的主/被动耐腐蚀性能）”为题发表在工程技术与化学工程领域国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》（学术影响力在143个工程，化工（Engineering, Chemical）期刊中排名第四（4/143），影响因子为16.744）上。西安建筑科技大学为该论文完成第一单位，西安建筑科技大学冶金工程学院博士研究生李香君为论文第一作者，佟立波教授为通讯作者，王庆娟教授、王快社教授为共同作者。该研究工作受到陕西省杰出青年基金和国家自然科学基金的资助。
金属腐蚀失效引发的安全事故，造成了全球每年约2.5万亿美元的经济损失。传统有机涂层中存在着微孔、裂纹等缺陷，导致其难以实现长效防腐，无法在受损后自修复。新型智能涂层能够在意外破坏（如划伤、磨损等）后重新建立保护屏障，是延长传统工程涂料寿命的有效途径。团队在研究中，受天然生物丝素蛋白的结构及动态二硫键、氢键的启发，巧妙地将主动、被动防腐及自修复三重作用引入传统有机涂层中。将此涂层成功应用于镁合金表面，显著提升了耐蚀性能。该涂层表现出了优异的腐蚀防护能力，如提高的低频阻抗|Z|f=0.01 Hz为2.47×109 ohm cm2，超低的腐蚀电流密度（5.107×10-11 A cm-2）以及高达140%的室温自修复效率，远超普通自愈合聚合物涂层。
仿生自修复涂层构筑策略、自修复防腐蚀机制与性能示意图
该智能涂层通过MXene二维填料提升涂层的被动屏蔽作用，延长腐蚀性介质的渗透路径；氨基酸缓蚀剂在涂层受损后立即形成吸附屏障保护金属基底；受损涂层在不需要人工干预的条件下实现室温愈合，重现完美的防护能力。本研究开发出新型仿生自修复耐蚀材料，提出的“主动、被动保护与自修复三功能”策略，为金属材料的腐蚀与防护难题提出了新颖的解决思路与技术支持。
论文链接：doi.org/10.1016/j.cej.2022.140187
文字、图片：李香君
