Scientists Fabricate an Eco-Friendly Superhydrophobic Composite Coating

In an article recently published in the journal材料的前沿欧洲杯足球竞彩研究人员报道了制造氧化铝/聚二甲基硅氧烷的超疏水和环保涂层（al₂o₃@pdms）使用PDM的机械鲁棒性复合材料，Al₂o₃nanoparticles (NPs), and a spray coating method.

学习：Eco-Friendly Anticorrosion Superhydrophobic Al₂o₃在高大气湿度下，@pdms涂层涂有盐差异性自我钙化行为。图片来源：Stock-Asso/Shutterstock.com

The researchers also evaluated the self-coalescence and salt deliquescence characteristics of this robust and superhydrophobic Al₂o₃@pdms涂层。

背景

由于其可焊接性，高特异性，低成本和可加工性，碳钢经常用于工业和工程结构的结构应用中。然而，各种服务环境的积极特征会导致暴露的碳钢的严重腐蚀和恶化，从而导致巨大的财务损失和不可避免的安全性不事。

Schematic illustration of the preparation procedure of the superhydrophobic Al₂o₃@pdms复合涂料。图片来源：Zhang，B等人，材料的边界欧洲杯足球竞彩

根据广泛的研究，最大程度地减少金属腐蚀可能性的最有效方法之一是应用多功能保护涂层。由于它可以在周围环境和金属表面之间充当无润湿的物理障碍，因此近年来，受生物启发的超疏水涂层的产生已成为抗腐蚀研究领域的重要主题。

A surface having a sliding angle less than 10° and a stable water contact angle of more than 150° is known to have nature-inspired superhydrophobicity. The two most important requirements for creating superhydrophobic materials are micro/nano/binary rough features and low surface energy.

许多过程已用于创建超疏水表面。然而，尽管科学界取得了巨大进展，但大规模生产和超疏水材料的广泛实用应用仍然存在一些限制。欧洲杯足球竞彩鉴于这些挑战，设计和开发简单，低成本，环保的超疏水涂料，而无需使用基于氟的化学物质进行有效的抗腐蚀应用非常重要。

关于研究

在本研究中，Al₂o₃NPs and PDMS with intrinsic hydrophobicity were used to design and produce a superhydrophobic Al₂o₃@pdms复合涂料利用简单的一步无氟喷雾涂料方法。研究了表面润湿性的演变。₂o₃NPS/PDMS质量比（1：2，1：4，3：4，1：1，3.2和5：4）。

随后，化学成分，表面形态，NaCl盐差异行为，抗腐蚀特征，动态水滴接触过程以及AL的机械稳定性₂o₃@pdms复合涂层均通过使用XPS，EDS，FESEM，电化学强迫光谱，电位动力学极化和接触角技术进行深入研究。

（（A–F)水滴的动态接触过程在做准备的超疏水性Al上₂o₃@pdms复合涂料。图片来源：Zhang，B等人，材料的边界欧洲杯足球竞彩

The electrochemical measurements were performed to assess the corrosion resistance capacity of the superhydrophobic Al₂o₃与裸露的Q235碳钢相比，@pdms涂层。此外，在高大气湿度下，NaCl盐颗粒的差异行为及其瞬时自钙化现象欧洲杯猜球平台₂o₃@PDMS coating were elucidated.

观察

In this study, the researchers observed that for producing superhydrophobic Al₂o₃@pdms复合涂料，质量比为5：4（Al₂o₃/PDMS) was optimum. The adhesive force between the solid surface and the water droplet was found to be incredibly low in the as-grown superhydrophobic coating.

超疏水性AL₂o₃@pdms涂层有| z |_{0.01 Hz}值1.53 x 10⁷Ω.cm²，与具有| Z |的裸Q235碳钢相比，它比四个数量级高四个数量级。_{0.01 Hz}值1.31 x 10³Ω.cm²。This demonstrated the exceptional corrosion prevention characteristics of the Al₂o₃@pdms涂层。此外，超疏水性Al₂o₃@pdms涂料的E_corrchanged by 0.27 V in the positive direction, and the reduction in the magnitude of I_corrwas found to be more than four orders.

在准备好的超疏水性Al上的单个和双NaCl盐颗粒的差异行为欧洲杯猜球平台₂o₃@PDMS coating demonstrated instantaneous self-coalescence and spherical saline droplets. This showed that the superhydrophobic surface's Cassie–Baxter interfacial phase contacts could act as an efficient barrier to repress atmospheric corrosion in industrial and marine environments with high relative humidity.

裸Q235碳钢的电位动力学极化曲线和应有的超疏水性Al₂o₃@pdms涂层的扫描速率为0.167 mV/s。图片来源：Zhang，B等人，材料的边界欧洲杯足球竞彩

结论

总之，使用一种简单的单步独立的喷雾涂层技术来创建一种环保和弹性的超疏水性Al₂o₃@pdms涂层，无危险的氟化物。由Al引起的微/纳米粗糙度₂o₃NPs and the low surface energy of PDMS both contribute to the generation of water-repellent superhydrophobicity.

超疏水性AL₂o₃@pdms涂层| z |_0.01Hz和r_CTvalues were found to be four orders of magnitude greater than that of the bare Q235 carbon steel, according to the electrochemical studies. This indicates that the substrate-independent superhydrophobic Al₂o₃@PDMS复合涂层具有出色的适应性和腐蚀抑制能力。

The instantaneous self-coalescence and deliquescence behaviors of NaCl salt particles were observed on the Al₂o₃@pdms涂层。这意味着超疏水表面可以充当有效的屏障，以防止盐水液体薄膜的形成并保护下面的底物免受腐蚀。

总体而言，研究人员认为这种艰难而又超级疏水的AL₂o₃@pdms涂层应易于应用于一系列底物，并将在自我清洁，液体驱动性，耐腐蚀性以及其他区域中找到应用。

来源

Zhang，B.，Yan，J.，Xu，W.，等。Eco-Friendly Anticorrosion Superhydrophobic Al₂o₃在高大气湿度下，@pdms涂层涂有盐差异性自我钙化行为。材料的边界9（2022）。欧洲杯足球竞彩https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmats.2022.839948/full

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