涂层如同覆盖在材料表面的“保护衣”,一旦这层外衣破损,内部金属就会直接暴露在腐蚀环境中,而深远海的严苛环境,更是让腐蚀成为制约海上风电长效服役的 “隐形杀手”。华东理工大学化学与分子工程学院“御蚀致远 —— 绿色动态自适应智能防腐材料”项目团队,研发出一种“会自愈”的智能涂层,让防腐从被动“遮挡”,转向绿色、动态、自适应的主动防护。
一块涂层,如何扛住深远海的盐雾与浪涌?答案藏在3年前的那个秋天。
从奉贤海边的疑问出发
彼时,海上风电正加速向深远海拓展。但在高盐雾、长浸泡的海洋里,腐蚀始终是制约设施长效服役的“隐形杀手”,浪溅区干湿循环使氯离子不断富集,涂层一旦破损便难以修复,离岸远、维护难更让检修代价高昂。
“科研得去一线摸真问题。”在刘金库教授的鼓励下,马源和团队一头扎进产业链。几个月里,他们走访了近20家企业,从上游原料厂一路跑到下游风电场。一圈下来,问题的轮廓渐渐清晰:腐蚀最严重的地方在浪溅区,而决定涂层寿命的核心变量,是填料。
“传统涂层是‘挡’,能不能让它‘活’起来?”团队创新性地提出“阻隔—光电—缓蚀”协同防护体系。第一道是界面致密化,通过沸石咪唑酯骨架材料8(ZIF-8)与镍铝层状双氢氧化物(LDH)复合结构填补空隙,使涂层更致密;第二道是光电保护,构建Z型异质结,利用海上长光照产生保护电流,相当于“给钢铁贴层太阳能电池,晒光就防锈”;第三道是智能修复,层间储存缓蚀剂,腐蚀发生时触发释放并形成保护膜,着力实现“破损即修复”。经测试,涂层经长时间海水浸泡后仍保持优异的防护性能,全面对标国际顶端产品。
实验室里的“千锤百炼”
小试跑通,只是第一步,中试放大才是一场硬仗。从实验室小烧杯到大容量反应釜,温度、搅拌速度、加料顺序每个参数都要重新摸索。第一批产物出来时,大家围在反应釜旁取样测试,直到确认阻抗指标与小试一致,才终于放下心来。待到公斤级放大完成,关键性能无一衰减,在那一刻,所有的辛苦都有了答案。
每一步都不容易,而把这群人一路带过来的,是刘金库教授。这位在防腐领域深耕20余年的老师始终陪在大家身边,实验遇瓶颈时引着大家回到问题本质,方案摇摆时帮着把方向理清。“搞科研,就是要把问题搞透。”这句话,后来成了整个团队的座右铭。

图片说明:刘金库老师指导学生实验
当然,走得远不能只靠一个人。团队能高效运转,靠的是密切的分工协作,“一天一总结、两天一讨论”成了雷打不动的日常。马源牵头项目,张文静、卢钧豪负责材料合成与性能优化,冯周涛、赵心雨跟进工艺放大与中试验证,团队成员各司其职、协同攻关。
让“中国涂层”守护深蓝
从实验室小试反复调试,锁定最优掺量,到中试放大实现,连续多次实现产率稳定,材料性能不衰减,再到携手三棵树(上海)新材料研究有限公司联合开展配方与验证,主动对接多家企业单位,促成多项合作意向。一条完整的成果转化链路正逐步铺展,团队正加速推动成果从“样品”稳步转化为“产品”。
面朝碧海,步履不停。以绿色智能材料筑牢海洋工程防护屏障,消除腐蚀带来的安全隐患,既是这支青年科研团队立下的使命,也是他们奋力奔赴的远方。“团队后续将在真实海洋工况下开展长周期服役性能跟踪,力争在海上风电塔筒涂料领域完成首批工程应用验证。”马源说。





