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导语：
在海洋工程、能源管道等严苛环境中，防腐涂层的长期有效性直接决定了基础设施的安全寿命。然而，传统涂层技术始终面临两难困境：提升自修复能力需增强分子流动性，但这往往会牺牲涂层的稳定性和耐腐蚀性，尤其在富水、高盐等恶劣条件下，裂纹修复效率低、界面易受水分干扰等问题更是难以突破。
近日，河南省科学院李伟华教授、申婷博士团队传来突破性进展——他们成功开发出一种新型固液复合涂层（SiEP-SS/HDES），通过“弹性树脂驱动裂纹闭合+低共熔溶剂（HDES）促进分子迁移”的协同机制，实现了空气与水下环境中的高效自主自修复，并兼具超强耐蚀性与稳定性。这一成果不仅为防腐涂层技术开辟了新路径，更被视为破解海洋工程防腐痛点的“关键钥匙”。
传统自修复涂层的“三大痛点”
当前，防腐涂层的自修复技术主要依赖形状记忆效应、微胶囊破裂释放修复剂等策略，但均存在明显局限性：
修复尺寸受限：仅能修复微小裂纹，难以应对工程中常见的宏观损伤。
依赖外部刺激：如光照、加热或特定化学反应，实际应用场景中难以可控触发。
环境适应性差：在潮湿、高盐等富水环境中，水分侵入会阻断修复过程，甚至加速涂层失效。
“如何在不牺牲涂层基础性能的前提下，实现高效、自主的自修复？”成为行业亟待攻克的核心难题。
河南团队“破题”：弹性网络+HDES协同的“自愈密码”
针对上述挑战，李伟华团队创新性地提出“疏水弹性树脂与低共熔溶剂协同”的设计思路，通过将疏水低共熔溶剂（HDES）融入二硫键交联的硅氧烷改性环氧树脂（SiEP-SS），构建了一种兼具“动态修复”与“环境屏障”的复合涂层（SiEP-SS/HDES）。
核心机制解析：
弹性树脂“主动闭合”裂纹：
该涂层的弹性恢复率高达71.4%，当涂层出现裂纹时，高弹性树脂网络能快速推动裂纹两侧闭合，为后续修复提供物理基础。
HDES“精准输送”修复因子：
HDES由百里香酚与甲基水杨酸酯以1:1摩尔比合成，通过氢键与SiEP-SS树脂紧密结合（FTIR显示羰基峰蓝移，XPS揭示C-N峰位偏移），既保证了在树脂中的均匀分散，又显著提升了分子链迁移率。其组分扩散系数达到液体水平（如百里香酚6.20×10⁻¹¹ m²/s），可加速修复物质到达裂纹界面。
疏水相互作用“阻断干扰”：
涂层表面接触角达103.3°，微观结构致密无相分离。分子动力学模拟显示，水分子在界面无富集现象，径向分布函数证实其具有强水排斥特性，吸水率仅1.24%，盐溶液中溶胀率低至0.78%，有效防止水分侵入破坏修复过程。
自修复能力“实测”：1小时内完全愈合，动态环境亦稳定
通过原位光学显微镜观测，在空气、纯水及流动盐水（500 mL/min）中，添加40 wt.% HDES的涂层均能在1小时内完全修复划痕。XPS与拉曼光谱证实，二硫键（S-S键）的动态可逆性是修复的关键——愈合后S-S键的电子峰（163.8/164.9 eV）重新出现，分子模拟显示裂纹两侧在真空/水下20纳秒内重新接近，氢键数量持续增长至动态平衡，确保修复后的界面强度与原始涂层相当。
性能全面“碾压”传统涂层：耐蚀1000小时，修复后强度不减
防腐性能：划伤后仍“坚不可摧”
电化学阻抗谱（EIS）显示，原始涂层的阻抗模量|Z|在0.01 Hz下高达3.16×10¹⁰ Ω·cm²；即使人为划伤后，阻抗短暂降至3.05×10⁴ Ω·cm²，但经自修复后迅速恢复至8.76×10⁹ Ω·cm²。塔菲尔极化测试进一步验证，愈合后的腐蚀电流密度仅1.19×10⁻¹¹ A/cm²，几乎与未受损涂层持平。
盐雾实验（1000小时）结果更直观：划伤后的SiEP-SS/HDES涂层表面无任何腐蚀扩展，而传统涂层对照组已出现明显锈蚀痕迹，验证了其在长期恶劣环境中的可靠性。
机械与工艺优势：可放大生产，适配工程需求
除了自修复与耐蚀性，该涂层的弹性恢复能力（71.4%）赋予其优异的抗冲击与形变适应性；更关键的是，其制备工艺可轻松放大至10倍剂量而不影响性能，为规模化应用于海洋平台、船舶、海底管道等工程场景奠定了基础。
行业意义：为海洋工程防腐提供“中国方案”
随着全球海洋资源开发的加速，桥梁、风电、石油钻井平台等设施对防腐涂层的要求已从“短期防护”转向“长效自愈”。李伟华团队的成果，通过“疏水相互作用阻断水分干扰+弹性网络驱动裂纹闭合+HDES加速分子修复”的三重协同机制，成功突破了传统自修复涂层的界面重构瓶颈，在动态水流、高盐雾等极端环境下仍能保持快速、高效的自我修复能力。
“这不仅是材料科学的突破，更是工程应用的福音。”业内专家评价称，该涂层的低成本、可放大制备特性，有望推动我国海洋防腐技术从“跟跑”向“领跑”跨越，为“一带一路”沿线海洋基础设施建设、深远海资源开发等国家战略需求提供关键技术支撑。
结语：
从实验室到产业化，SiEP-SS/HDES涂层的诞生标志着防腐涂层技术进入“智能自愈”新时代。随着进一步优化与应用拓展，这款“会自我修复的涂层”或将成为守护基础设施安全的“隐形铠甲”，为全球腐蚀防护领域贡献“中国智慧”。
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