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涂层使钢更坚固,更干净

时间:2019-09-30 | 来源:辽宁教育网 | 作者:赵永明 | 阅读:1290次 |

用于摩天大楼,汽车,电器,图钉和纸夹等各种用途,钢材是世界上最重要的材料之一。虽然对钢材进行了大量研究,但大部分都集中在制造各种等级的钢材上,而很少关注钢材本身。哈佛大学的一组材料科学家认识到对钢表面有极大的兴趣和需求,可以保持清洁,并且不会在恶劣的环境条件下腐蚀,因此提出了一种干净的清洁涂层。

<资料来源:Aizenberg实验室/HarvardSEAS

超级钢

称为滑液式多孔表面(SLIPS),表面涂层被誉为迄今为止最耐用的防污和防腐蚀材料。更具体地说,它是一种通过电化学技术直接在钢铁上生长的纳米多孔氧化钨-一种标准的制造工艺,不需要部署数百万的新技术。

SLIPS没有统一应用,而是在数十万个小岛的超薄电影中。这被证明是重要的,因为如果其中一个岛断裂,钢不会遭受机械降解。这意味着所得到的钢同时具有驱避性和磨蚀性,直到现在都是不可能的。

加速腐蚀试验,其中未改性的不锈钢(300级)(右侧样品)和下部将具有600nm厚的多孔TO膜的钢(左样品)的TO-SLIPS样品的一部分暴露于非常腐蚀性的Glyceregia不锈钢蚀刻剂中。(a-h)图像大宝彩票登录显示腐蚀演变是接触时间的函数。

为了测试材料,工程师用镊子,螺丝刀,甚至数百个重珠击打钢板涂层表面。当对水,腐蚀性材料甚至细菌侵染的污泥进行测试时,所有液体都被排斥在钢上。此外,所得到的钢材在涂层上更加坚固。

“我们的滑钢比以前开发的任何防污材料都要耐用几个数量级,”Aizenbe大宝彩票登录rg说。“到目前为止,这两个概念-机械耐久性和防污-相互矛盾。我们需要表面具有纹理和多孔性以赋予抗污性,但粗糙的纳米结构涂层本质上弱于其大块类似物。这项研究表明,精心的表面工程设计能够实现多种甚至相互冲突的材料,而不大宝彩票登录会降低性能,“AmySmithBerylson材料科学教授,Wyss生物学研究所核心教员JoannaAizenberg说。大宝彩票登录哈佛大学的灵感工程。

与Teflon涂层表面相比,SLIPS技术可以防止生物膜形成。(图片由JoannaAizenberg和Tak-SingWong提供。)

根据该论文的共同作者PhilseokKim的说法,SLIPS涂层将在生物医学行业中具有吸引力,其中耐用,但额外的清洁手术设备是必须的。当然,细菌污泥在钢表面上猖獗的应用肯定会受益。以船体为例,例如藤壶和藻类等微生物迫使公司和海军不断清理和涂抹防污漆。使用粘性,粘性有机材料代替聚合物的生物3D打印机也可以使用防污,但耐用的钢质涂层用于喷嘴。

然后存在无处不在的冷冻表面问题。航空业花费数百万美元,无数个小时在飞机机翼上喷洒除冰液,因为它们正坐在冬日的跑道上等待。SLIPS可以通过简单地使用重力来排斥冰和水,从而轻松解决这个问题。那是因为它也可以应用于其他金属,而不仅仅是钢铁。2013年,该集团在-10摄氏度和60%湿度下测试了涂有SLIPS的铝制冷却翅片,该技术在防止霜冻形成方面明显优于典型的“无霜”冷却系统。 (责任编辑:大宝彩票登录) 本文地址:http://www.olegberg.com/quanwudingzhi/linyufang/201909/3533.html

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