受莲花启发的超疏水性由于其界面不润湿和独特的多相接触特性而吸引了研究人员的兴趣。然而,脆弱的层次结构、含氟化学品的使用以及对基板范围的严格要求仍然是棘手的挑战。

近日,中国科学院海洋研究所侯宝荣教授和段继洲教授领导的研究团队通过广泛适用的无氟试剂,报道了一种机械坚固的超疏水ZnO@STA@PDMS涂层。和与基材无关的喷涂方法。

该研究于10月10日发表在Materials&Design上。

涂层的分级粗糙微米级凹凸多孔结构、纳米级颗粒和极低的表面能有助于最终的防水超疏水性。

|Z|制成的超疏水涂层的10mHz值比Q235碳钢高三个数量级。喷涂超疏水ZnO@STA@PDMS涂层后,基体的Icorr降低了两个数量级,表明其具有优异的耐腐蚀性能。

此外,制备的超疏水涂层可以承受超过30次胶带剥离循环和400cm的磨损距离,表现出良好的机械稳定性。

在模拟的高相对湿度海洋大气条件下,首次记录了NaCl盐颗粒的吸湿和潮解行为,并具有有趣的瞬时自聚结现象。裸Q235碳钢盐滴边缘的腐蚀损伤比内部更严重,因为离子迁移速度更快,氧气丰富。而基于盐潮解和瞬时自聚结现象的超疏水涂层具有良好的大气缓蚀性能。

低界面粘附力、低表面能和气垫诱导的Cassie多相接触有助于盐水滴的抗润湿和显着的抗腐蚀能力。“这种现象为超疏水材料在高相对湿度的海洋大气环境中服务提供了一种新型的防腐机制,”该研究的第一作者和通讯作者张斌斌副教授说。