科学家开发柔性合金 可防止钢铁腐蚀并在受损时自我修复

2021年10月20日 11:03 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

莱斯大学的科学家们已研制出一种新的合金,它具有独特和多样化的属性,可以证明在保护钢铁免受腐蚀方面非常有效。这种新型涂层不仅能防止普通钢的浸水板生锈,而且具有弹性,并证明在受损时能自我修复。

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这种新的防腐蚀涂层是由一种轻质的硫硒合金制成的,根据其背后的材料科学家的说法,它结合了目前可用解决方案的理想品质。这意味着像锌基和铬基涂层一样能够阻挡湿气和氯气,像聚合物基涂层一样能够在类似海水的条件下保护钢铁,并且能够抵御微生物引起的腐蚀。

这是通过一系列的实验确定的,其中第一个实验是将普通低碳钢的小板块涂上硫硒合金并在海水中浸泡一个月,同时还有一块未涂的钢板作为对照。虽然裸露的钢明显生锈,但涂有涂层的钢在颜色上没有变化,并证明具有很强的抗氧化能力。

接下来,科学家们对它进行了测试,以对抗已知会大大加速腐蚀过程的硫酸盐还原菌。有涂层和无涂层的样品被暴露在浮游生物和生物膜中,合金再次帮助保护下面的钢。据科学家称,该涂层提供了99.99%的"抑制效率"。

也许最令人印象深刻的是,该团队发现这种合金具有强大的自我修复特性。当把它的薄膜切成两半,然后把两片放在热板上,当加热到70°C时,它们在两分钟内重新变成了一个可折叠的薄膜。针孔也可以通过将材料加热到130°C15分钟来修复,愈合后的材料被证明在保护钢铁方面与未受损的原始涂层一样有效。

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研究报告的作者Muhammad Rahman说:“如果你给合金来个猛击,它就会复原。如果它需要快速恢复,我们就用热来协助它。但随着时间的推移,大多数厚的样品会自行恢复。”

科学家们认为这种新的合金不仅可以作为水环境中和周围的钢铁基础设施的保护层,而且还可以用于可弯曲的电子产品。关于这一点,他们报告说该合金是一种比大多数柔性材料更好的绝缘体,同时也比大多数绝缘材料更灵活。他们现在正在继续实验该材料的品种,以适应不同类型的钢材,并探索不同的涂层技术。

“第一个目标是结构,但我们知道电子行业也面临着一些同样的腐蚀问题,”研究报告作者Pulickel Ajayan说。“这存在机会。”

这项研究发表在《先进材料》杂志上。

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