中國(guó)一研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種基于 MXene 納米復(fù)合材料的水性環(huán)氧涂層，該涂層具備多級(jí)自修復(fù)功能，通過(guò)結(jié)合屏障機(jī)制與自修復(fù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了卓越的耐腐蝕性和力學(xué)性能。
MXene 基二維納米材料在功能涂層領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力，但其易發(fā)生自聚集的特性，限制了其在聚合物基體中的分散穩(wěn)定性。曹俊杰（Junjie Cao）帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)三步構(gòu)建策略攻克了這一難題，成功制備出具有優(yōu)異防腐蝕性能的智能水性環(huán)氧涂層。
研究人員首先通過(guò)納米乳液組裝法制備出介孔聚多 巴胺（mPDA）微球，再通過(guò)界面自組裝將其負(fù)載到 Ti3C2Tx MXene 納米片上，隨后將鉬酸鈉（Na2MoO4）嵌入 mPDA 的介孔中，形成了層級(jí)結(jié)構(gòu)的 MXene@mPDA@Mo（MPMo）納米復(fù)合材料。
基于螯合與鈍化作用的多級(jí)自修復(fù)機(jī)制
研究人員將 MPMo 納米雜化物分散到水性環(huán)氧樹(shù)脂（WEC）基體中。電化學(xué)阻抗譜測(cè)試顯示，該涂層在 3.5% 氯化鈉溶液中浸泡 60 天后，其腐蝕電阻（Rc）仍達(dá)到 7.26×108 Ω▪cm²，較純環(huán)氧樹(shù)脂涂層提升了三個(gè)數(shù)量級(jí)。
通過(guò)對(duì)劃痕涂層的電化學(xué)阻抗譜測(cè)試、700 小時(shí)鹽霧測(cè)試以及掃描電子顯微鏡 - 能譜分析（SEM-EDS）和 X 射線光電子能譜分析（XPS），證實(shí)了該涂層的自修復(fù)能力。力學(xué)性能方面，該涂層的附著力強(qiáng)度達(dá)到 6.59 MPa，拉伸強(qiáng)度達(dá)到 36.46 MPa，性能優(yōu)于傳統(tǒng)環(huán)氧涂層。紫外老化測(cè)試和熱循環(huán)測(cè)試進(jìn)一步驗(yàn)證了其耐用性。
該方法通過(guò) MXene 結(jié)構(gòu)的屏障作用、聚多 巴胺的金屬螯合作用以及鉬酸鹽的陽(yáng)極鈍化作用的協(xié)同結(jié)合，為下一代自修復(fù)水性防腐蝕涂層的研發(fā)提供了極具前景的方向。
來(lái)源：曹俊杰（J. Cao）等?；诨趍PDA/Ti3C2Tx 復(fù)合材料的水性環(huán)氧智能防腐蝕涂層構(gòu)建 —— 協(xié)同屏障效應(yīng)與自修復(fù)機(jī)制. 《有機(jī)涂層進(jìn)展》（Prog. Org. Coat.）, 207 卷，109427 頁(yè)（2025 年）.
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