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纳米增韧耐磨海洋污涂料

2021-01-12 00:00:00
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn
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所属领域:
新材料及其应用
项目成果/简介:

海洋生物污损,是指藤壶、贻贝、藻类等海洋生物在船舶、海底电缆、海上平台等浸没表面的附着生长现象。看似微小的生物群落,实则危害巨大:它们会增加船舶航行阻力,导致燃油消耗激增(据统计,全球船舶因污损每年多消耗约7000万吨燃油);会堵塞海底光缆、油气管道,影响通信与能源传输的稳定性;更会干扰海洋探测设备的精度,甚至导致勘探数据失真。传统应对方式依赖定期人工清理或使用含锡、铜等重金属的防污涂料,但前者成本高昂(大型船舶每年维护费用超百万元),后者则面临环保法规收紧(国际海事组织IM0已逐步限制有毒防污剂使用)的严峻挑战。

技术突围:中科院纳米所"纳米增韧耐磨海洋污涂料"的颠覆性创新

面对这一全球性难题,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所给出了"中国方案"——其研发的"纳米增韧耐磨海洋污涂料",以纳米技术为核心,突破了传统防污涂料的性能瓶颈,为海洋装备防护提供了长效、环保、经济的解决方案。

传统防污涂料常面临"防污期短"与"易脱落"的两难:为增强附着力,需提高漆膜硬度,但硬度过大会导致柔韧性不足,在复杂工况(如卷绕、弯曲)下易开裂;若降低硬度提升柔韧性,又易被水流冲刷脱落,防污效果难以持久。

中科院团队创新性地引入纳米复合增韧技术,通过构建"纳米颗粒-有机基质"互穿网络结构,大幅提升了漆膜的力学性能:一方面,纳米颗粒(如二氧化硅、碳纳米管等)均匀分散在树脂基体中,形成"应力分散点",有效抑制漆膜在弯曲、拉伸时的裂纹扩展,使漆膜耐弯折性提升3倍以上;另一方面,纳米级的交联结构增强了分子间作用力,漆膜硬度可达2H以上(传统防污涂料多为HB-H),高压强下(如深海高压环境)仍保持完整。这一突破彻底解决了"防污"与"耐用"的矛盾,让涂料在长期浸泡、机械形变等复杂条件下仍能稳定发挥防污功能。

成果发布于:2025 年 7 月

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