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直接損害涂層的結(jié)構(gòu)完整性；而老化作用則會導(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延長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)隊針對上述問題，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，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試技術(shù)分別監(jiān)測了所設(shè)計涂層的腐蝕、老化失效過程，證實了涂層的主動腐蝕防護(hù)和耐老化性能。該研究所設(shè)計的填料體系適用于多種成品涂層，為應(yīng)對防腐涂層的復(fù)雜失效形式、延長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時腐蝕監(jiān)測及復(fù)合涂層的主動腐蝕防護(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
