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  有機(jī)防腐涂層通常面臨著機(jī)械損傷、老化降解和腐蝕失效等多種失效形式的復(fù)雜耦合作用。其中，機(jī)械作用造成的宏觀損傷會(huì)直接損害涂層的結(jié)構(gòu)完整性；而老化作用則會(huì)導(dǎo)致聚合物鏈分解，形成各種微觀缺陷，加速腐蝕性介質(zhì)的滲透，從而逐漸削弱并最終影響防腐效果。因此，開發(fā)涂層損傷預(yù)警功能和提升涂層耐久性對(duì)延長(zhǎng)防腐涂層服役壽命具有重要意義。

  近日，北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院張達(dá)威和馬菱薇教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)上述問題，受見手青損傷變色現(xiàn)象的啟發(fā)，提出了一種具有顯色/熒光雙重預(yù)警功能，兼具耐老化和主動(dòng)腐蝕防護(hù)性能的涂層體系構(gòu)筑策略。涂層的多功能性來(lái)源于納米氧化鈰（CeO₂）顆粒與包覆結(jié)晶紫內(nèi)酯（CVL）的微膠囊的雙填料組合體系。微膠囊包覆的CVL作為顏色及熒光指示劑：當(dāng)涂層發(fā)生機(jī)械損傷時(shí)，微膠囊因機(jī)械外力而破裂，釋放的CVL在紫外光照射下表現(xiàn)出局部熒光增強(qiáng)，并且其內(nèi)酯環(huán)在CeO₂顆粒表面羥基的作用下打開而呈現(xiàn)顯著藍(lán)色，實(shí)現(xiàn)顯色/熒光雙重機(jī)械損傷預(yù)警效果。另一方面，CeO₂顆粒的紫外吸收和緩蝕性能也有效地提升了涂層的耐老化和主動(dòng)腐蝕防護(hù)性能。最后，采用電偶腐蝕傳感器技術(shù)和基于有機(jī)光伏器件的透光性測(cè)試技術(shù)分別監(jiān)測(cè)了所設(shè)計(jì)涂層的腐蝕、老化失效過(guò)程，證實(shí)了涂層的主動(dòng)腐蝕防護(hù)和耐老化性能。該研究所設(shè)計(jì)的填料體系適用于多種成品涂層，為應(yīng)對(duì)防腐涂層的復(fù)雜失效形式、延長(zhǎng)涂層服役壽命提供了新的解決思路。

圖3 基于有機(jī)光伏器件的透光性測(cè)試及復(fù)合涂層的耐老化性能

圖4 基于電偶腐蝕傳感器的實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)測(cè)及復(fù)合涂層的主動(dòng)腐蝕防護(hù)機(jī)理

  原文信息：Wang J, Liu S, Zhou Y, Yu S, Chen Z, Li Z, Chen W, Li N, Ma L*, Zhang D*. Lurid bolete-inspired damage reporting coating with simultaneous weathering and corrosion resistance: Construction strategy and real-time degradation monitoring. Adv. Funct. Mater. 2024, 2414620.

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202414620