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仿生超强超韧自修复涂层设计及其腐蚀行为研究

二维纳米片,仿生,超强超韧,腐蚀防护,本征自修复

有机高分子防护涂层是目前应用最广泛、最有效的工程与装备防腐策略之一。但在苛刻海洋环境长效服役过程中，腐蚀性介质（如：H₂O, O₂, Cl^—等）会对高分子涂层产生很强的渗透性，从而导致涂层的界面剥离并引发基材发生严重腐蚀。具有高纵横比的二维片层纳米填料，如石墨烯，由于其优异的阻隔性能、良好的化学稳定性和抗氧化性能等，可以有效延长腐蚀介质的扩散路径并改善有机高分子涂层的抗渗透性以增强其长效耐腐蚀性能。其中在二维片层材料改性新型重防腐涂层体系中，二维片层材料在高分子树脂中的定向排布与优化调控问题一直是该领域急需突破的核心技术。受天然生物结构启发，我们通过调控有机高分子树脂和二维纳米片之间的界面非共价分子相互作用力，分别设计了仿天然珍珠层结构的环境适应性超快自修复涂层和超强超韧室温自修复复合材料。平行排列的二维纳米片显着增强了涂层的抗气体渗透能力和长效耐腐蚀性能。这种仿生策略为大规模制备长效耐蚀涂层提供了潜在途径。