金屬制品已經(jīng)在現(xiàn)代社會(huì)得到了廣泛的運(yùn)用,然而腐蝕的現(xiàn)象總是難以避免。它會(huì)導(dǎo)致橋梁、管道和平面結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞或失效,因此防腐蝕涂層必不可少。遺憾的是,現(xiàn)實(shí)中總會(huì)遇到涂層被刺破或劃傷的情況。好消息是,西北大學(xué)的研究人員們,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種能夠自愈的涂層,可在幾秒鐘內(nèi)完成缺陷處的修補(bǔ)工作。
帶領(lǐng)這項(xiàng)研究的黃嘉興(音譯)教授在接受New Atlas采訪時(shí)稱:“金屬的局部腐蝕是非常危險(xiǎn)的,因?yàn)樗茈y被預(yù)測(cè)或檢測(cè)到,尤其在無(wú)人看護(hù)的時(shí)候遭遇了這種狀況”。
盡管有基于目視的檢查方法、或基于電化學(xué)的腐蝕速率檢測(cè)手段,但由于腐蝕是局部性質(zhì)的,因此難以在大型金屬結(jié)構(gòu)中定位破損的地方。
目前已有基于太陽(yáng)照射的自愈涂層(以及其它受蛇皮啟發(fā)的涂層),但這些只能修復(fù)較微觀的缺陷。為了治愈毫米級(jí)的更大瑕疵,研究團(tuán)隊(duì)受到了不同靈感的啟發(fā)。
在一艘小舟掠過(guò)水面之后,水會(huì)一起回到原點(diǎn)。水是一種出色的流體,因此‘切割’的效應(yīng)會(huì)被迅速?gòu)浐稀J艽藛l(fā),我們意識(shí)到油等液體,是開(kāi)發(fā)自愈機(jī)制的優(yōu)良選擇。
油基涂層必須具有足夠的流動(dòng)性,能夠在幾秒鐘內(nèi)快速自我修復(fù)。問(wèn)題在于,液體涂層無(wú)法輕易滴落到金屬表面。為此,團(tuán)隊(duì)研究出了所謂的“宜居區(qū)”(Goldilicks Zone)。
其通過(guò)添加微觀和輕質(zhì)的石墨烯膠囊來(lái)實(shí)現(xiàn),可使油基變稠。即使在惡劣的環(huán)境中,也能夠良好地粘附在金屬上——無(wú)論是在水下、還是酸雨中。
實(shí)驗(yàn)表明,即便對(duì)同一區(qū)域連續(xù)“擦拭”200次,它也能夠在鋁、黃銅和鋼等多種不同金屬上,反復(fù)實(shí)現(xiàn)快速的愈合。
黃表示,理論上,這種涂層適用于任何金屬制品,因?yàn)樗皇腔谔囟ǖ谋砻娑兄频幕瘜W(xué)涂層。
接下來(lái),研究人員將研究防污涂料,并尋找大規(guī)模生產(chǎn)“石墨烯膠囊”(graphene capsules)的方法。
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