材料,治愈自己!

用作曲家尼尔·杨的话说,Rust从不睡觉。但是,如果材料科欧洲杯足球竞彩学家不能让腐蚀进入深度休眠状态,也许有一种方法可以制造出能够自我修复的智能材料,从而阻止锈迹的扩散。

已经有几种用于保护腐蚀攻击金属的被动方法。例如,镀锌和聚合物涂层只需为铁,钢,铝合金和易腐蚀的其他金属添加防水层。镀铬也是一种有效的保护方法,而且在制造过程中随着健康风险,并在2007年欧洲禁止。随着这些技术的任何一个严重缺点:一旦保护涂层损坏,空气和水分就能到达暴露的金属,并腐蚀性最差。如果它裂缝或遭受损坏,答案将是一种可以治愈自己的涂层。

这种自愈的金属并不是那么牵强的想法。写在最新一期的先进材料,德米特里•希丘金和赫尔穆特•Mohwald马克斯普朗克研欧洲杯足球竞彩究所的胶体和界面在波茨坦,德国,和他的同事们在陶瓷和玻璃工程系大学威在葡萄牙,描述他们如何与一层非常薄的凝胶状涂层金属。如果这种涂层被破坏,金属通常就会暴露在元素中。然而,通过在凝胶中加入添加剂来填充任何出现的微小裂缝和洞,受伤的涂层会自行愈合,并继续保护金属免受攻击。

由Shchukin和他的同事开发的保护过程是复杂的。然而,初期投资可以减少全球从汽车、航空到化工、建筑等几十个行业因生锈和腐蚀造成的巨大经济损失。

他们的方法是一层一层地用微小的分子容器(组装的纳米储层)填充自愈合涂层,每个容器都含有缓蚀剂。第一步是制造纳米容器。二氧化硅或二氧化硅的纳米欧洲杯猜球平台颗粒被涂上一层薄薄的两种带电聚合物——聚乙烯亚胺和聚苯乙烯磺酸。接下来,在微粒周围包裹一层名为苯并三唑的缓蚀剂。欧洲杯猜球平台纳米粒子随后被含有欧洲杯猜球平台氧化锆的可溶性硅胶沉积,以覆盖金属组件。研究人员已经成功地测试了他们在铝上涂金属涂层的方法。

多层涂层中的每种化学品都在保护铝合金免受腐蚀方面发挥着关键作用。二氧化硅颗粒提供对腐蚀抑欧洲杯猜球平台制剂和带电聚合物的载体,而二氧化锆使它们粘附在铝合金上。

该涂层与传统的聚合物涂层一样,可以提供简单的保护,免受腐蚀剂的腐蚀。然而,只有当涂层被损坏时,它的智能性能才会显现出来。带电聚合物通常会保持缓蚀剂的位置,但涂层受损会释放出带电聚合物,缓蚀剂就会自由扩散到凝胶层中,在缓蚀剂对金属起作用之前迅速堵塞任何微小缝隙。

在对铝合金的测试中,Shchukin和他的同事们证明了他们的智能涂层可以保护金属不受盐水的伤害,即使他们用针反复刺入表面。

“自我愈合涂层可以长时间保护盐溶液中的铝合金,”Shchukin解释说。“当涂层损坏时,尺寸小于几十微米的缺陷在不到24小时内愈合。”他补充说,“这种技术已经可以用于保护航空航天工业中使用的铝合金。”

目前的材料可以在水和盐溶欧洲杯足球竞彩液中愈合高达100微米的裂缝。Shchukin补充说:“下一阶段的工作是开发自愈合涂层,使其适用于其他金属,如钢铁,并从纳米储层中更快地释放抑制剂,从而更好地修复缺陷。”

作者:Dmitry G. Shchukin and Helmuth Möhwald,马克斯·普朗克胶体与界面研究所(德国),http://www.mpikg.mpg.de/en/gf/

标题:用于自愈合腐蚀保护的逐层组装纳米容器

先进材料2006,欧洲杯足球竞彩18,13,1672-1678,DOI:10.1002 / ADMA.200502053

http://www.advmat.de

2006年6月29日

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