科學(xué)家開發(fā)柔性合金，可防止鋼鐵腐蝕并在受損時(shí)自我修復(fù)

萊斯大學(xué)的科學(xué)家們已研制出一種新的合金，它具有獨(dú)特和多樣化的屬性，可以證明在保護(hù)鋼鐵免受腐蝕方面非常有效。這種新型涂層不僅能防止普通鋼的浸水板生銹，而且具有彈性，并證明在受損時(shí)能自我修復(fù)。

這種新的防腐蝕涂層是由一種輕質(zhì)的硫硒合金制成的，根據(jù)其背后的材料科學(xué)家的說法，它結(jié)合了目前可用解決方案的理想品質(zhì)。這意味著像鋅基和鉻基涂層一樣能夠阻擋濕氣和氯氣，像聚合物基涂層一樣能夠在類似海水的條件下保護(hù)鋼鐵，并且能夠抵御微生物引起的腐蝕。

這是通過一系列的實(shí)驗(yàn)確定的，其中第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是將普通低碳鋼的小板塊涂上硫硒合金并在海水中浸泡一個(gè)月，同時(shí)還有一塊未涂的鋼板作為對(duì)照。雖然裸露的鋼明顯生銹，但涂有涂層的鋼在顏色上沒有變化，并證明具有很強(qiáng)的抗氧化能力。

接下來，科學(xué)家們對(duì)它進(jìn)行了測(cè)試，以對(duì)抗已知會(huì)大大加速腐蝕過程的硫酸鹽還原菌。有涂層和無涂層的樣品被暴露在浮游生物和生物膜中，合金再次幫助保護(hù)下面的鋼。據(jù)科學(xué)家稱，該涂層提供了99.99%的"抑制效率"。

也許最令人印象深刻的是，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種合金具有強(qiáng)大的自我修復(fù)特性。當(dāng)把它的薄膜切成兩半，然后把兩片放在熱板上，當(dāng)加熱到70°C時(shí)，它們?cè)趦煞昼妰?nèi)重新變成了一個(gè)可折疊的薄膜。針孔也可以通過將材料加熱到130°C15分鐘來修復(fù)，愈合后的材料被證明在保護(hù)鋼鐵方面與未受損的原始涂層一樣有效。

研究報(bào)告的作者M(jìn)uhammad Rahman說：“如果你給合金來個(gè)猛擊，它就會(huì)復(fù)原。如果它需要快速恢復(fù)，我們就用熱來協(xié)助它。但隨著時(shí)間的推移，大多數(shù)厚的樣品會(huì)自行恢復(fù)。”

科學(xué)家們認(rèn)為這種新的合金不僅可以作為水環(huán)境中和周圍的鋼鐵基礎(chǔ)設(shè)施的保護(hù)層，而且還可以用于可彎曲的電子產(chǎn)品。關(guān)于這一點(diǎn)，他們報(bào)告說該合金是一種比大多數(shù)柔性材料更好的絕緣體，同時(shí)也比大多數(shù)絕緣材料更靈活。他們現(xiàn)在正在繼續(xù)實(shí)驗(yàn)該材料的品種，以適應(yīng)不同類型的鋼材，并探索不同的涂層技術(shù)。

“第一個(gè)目標(biāo)是結(jié)構(gòu)，但我們知道電子行業(yè)也面臨著一些同樣的腐蝕問題，”研究報(bào)告作者Pulickel Ajayan說。“這存在機(jī)會(huì)。”

這項(xiàng)研究發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。