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出淤泥而不染——超疏水材料大顯身手

2017-07-24 13:20:10 作者：本網(wǎng)整理來源：中國(guó)網(wǎng)生活消費(fèi) 分享至：

“予獨(dú)愛蓮之出淤泥而不染，濯清漣而不妖……”早在北宋時(shí)期，理學(xué)家周敦頤就用這句膾炙人口的詩(shī)句表達(dá)了對(duì)蓮花品格的欣賞和潔身自好品性的推崇。隨著科技的不斷發(fā)展，蓮花“出淤泥而不染”這一特性引起了國(guó)內(nèi)外科學(xué)家們的興趣。

“出淤泥而不染”是什么原理呢?原來荷葉表面具有粗糙的微觀形貌以及疏水的表皮蠟，這種特殊的結(jié)構(gòu)有助于鎖住空氣，可以防止水將表面潤(rùn)濕，同時(shí)表面的灰塵、雜質(zhì)也會(huì)被雨水帶走。荷葉這種自清潔性能被人們稱為“荷葉效應(yīng)”。水滴在荷葉上形成一個(gè)球形，而不是鋪展開來，像這樣的表面，就是“超疏水表面”。

從材料科學(xué)角度來說，超疏水是指材料結(jié)構(gòu)的特性，使表面形成乳突狀納米或微米結(jié)構(gòu)，阻止水滴潤(rùn)濕、滲透基體材料。它具有隔絕水分、易清潔、超強(qiáng)附著力、良好的透氣性、良好的耐酸堿性的優(yōu)勢(shì)。超疏水涂料在國(guó)內(nèi)最早市場(chǎng)化，擁有核心技術(shù)，應(yīng)用于中高端市場(chǎng)。

浙江省余姚市某天然氣公司是一家專門從事天然氣經(jīng)營(yíng)，燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)、安裝、施工等配套服務(wù)的專業(yè)化公司，該公司在進(jìn)行某項(xiàng)目敷設(shè)中低壓管網(wǎng)的過程中，在特定工況下，燃?xì)怃摴軆?nèi)壁易腐蝕，影響了生產(chǎn)安全和傳輸效率。于是該公司通過多種途徑尋求解決辦法。

在園區(qū)的企業(yè)交流會(huì)上，該公司了解到了飛天眾智中國(guó)制造科技服務(wù)平臺(tái)，遂與飛天眾智線下團(tuán)隊(duì)進(jìn)行聯(lián)系，希望可以幫助尋求供方解決公司面臨的問題。在與該公司進(jìn)行細(xì)致地溝通與實(shí)地考察后，飛天眾智技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示：“金屬表面存在一層氧化物，具有一定的防腐作用。但如果處于有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，氧化物層很容易被腐蝕介質(zhì)穿透，導(dǎo)致其下層金屬單質(zhì)被腐蝕，同時(shí)形成更多的氧化物，使得腐蝕持續(xù)進(jìn)行并不斷加劇，由此引發(fā)的鋼管內(nèi)壁腐蝕是一種常見現(xiàn)象。”

經(jīng)過深入了解該公司的需求后，飛天眾智迅速為該公司找到了供方公司蘇州某科技有限公司。供方是一家專業(yè)從事新型功能材料的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的高科技公司，主要產(chǎn)品包括疏水疏油材料、抗霜和防霧材料等。

隨后在飛天眾智的撮合下，供需雙方很快展開了初次交流會(huì)，并簽訂了交易合同。在采用了供方提供的超疏水涂料后，天然氣管道內(nèi)壁表面形成了致密的超疏水分子防腐膜。利用不同酸度值的5% NaCl和NaCl-HCl水溶液，對(duì)改性前后的管道內(nèi)壁表面進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：形成的超疏水分子膜致密穩(wěn)定，具有非常好的防腐性能，同時(shí)傳輸效率也得到了大大提升。

據(jù)了解，天然氣輸送管道因輸送介質(zhì)中含有H2S、CO2和水等腐蝕性介質(zhì)而發(fā)生內(nèi)腐蝕。如果在氧化物層表面能夠形成對(duì)極性腐蝕介質(zhì)(主要是水、酸性氣體及鹽的水溶液等)有很強(qiáng)排斥作用的超疏水膜(接觸角>150°)，那么金屬的腐蝕將被阻止或大大減緩。在國(guó)外，超疏水膜已被用來提高金屬鋁、低碳鋼等多種金屬表面的防腐性能。此外，超疏水涂料還廣泛應(yīng)用在橋梁、石油化工設(shè)備、玻璃鋼、船舶、大型屋架、電廠設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)、工程機(jī)械、建筑鋼材、碼頭設(shè)備、石油儲(chǔ)罐、汽車等金屬表面。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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