近日,東北大學材料科學與工程學院王福會教授團隊徐大可教授課題組在海洋防污防腐涂層研發設計上取得突破進展,相關成果“Nacre-Inspired Metal-Organic Framework Coatings Reinforced by Multiscale Hierarchical Crosslinking for Integrated Antifouling and Anti-Microbial-Corrosion”發表于材料學科國際頂級期刊Advanced Functional Materials。東北大學材料學院博士生于智群和青年教師李祥宇為共同第一作者,通訊作者為徐大可教授,東北大學為第一完成單位。
海洋生物污損是海洋工程材料服役中面臨的世紀性難題,開發無毒高效的防污涂層事關能源、環境、國防等國家重大需求,但是現有防污涂層由于較差的機械性能和短效被動殺菌性能不可避免地發生二次生物污損以及嚴重的微生物腐蝕。受珍珠母不定形/結晶異質結構的啟發,該研究開發一種由生物基聚合物水凝膠和致密有機金屬框架材料(MOFs)協同組裝的穩定堅韌的海洋防污防腐涂層。多尺度高密度交聯網絡有效提高涂層強度和韌性等力學性能,而且可不受基底的材質和形貌的限制而穩定涂覆在金屬、玻璃、橡膠,塑料等各種材料表面。更重要的是,由于MOF材料本征多孔特性,這種仿生涂層可作為殺菌劑、緩蝕劑等的多功能負載平臺,呈現出基于智能金屬離子或藥物釋放的主動防御行為,實現對于包括蛋白質、細菌、藻類在內海洋污損生物的廣譜防污,并有效抑制金屬材料的微生物腐蝕過程。該研究成功開發了一種新型高強MOF基涂層的制備策略,并為海洋防污與海洋防腐的協同設計提供了獨特見解。
圖1.珍珠母啟發的MOF基海洋防污防腐涂層工作原理。
以上工作獲得了國家重點研發計劃、國家自然科學基金重點項目、中國博士后創新人才支持計劃項目、中國博士后科學基金面上項目、遼寧省自然科學基金科研啟動項目和中央高?;究蒲袠I務項目的支持。(作者:許存立 編輯:張廣宏 李家祥)