山東科技大學(xué)和鄭州大學(xué)近期通過旋涂方法制備具有“磚泥”結(jié)構(gòu)的仿生石墨烯?環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層，石墨稀仿佛磚塊被環(huán)氧樹脂連接起來。合成咪唑基離子液體修飾的石墨烯(GI)以改善石墨烯(G)和環(huán)氧樹脂之間的界面相容性。通過掃描電鏡、拉曼光譜、X 射線光電子能譜和傅里葉變換紅外光譜觀察和分析其表面形貌和化學(xué)結(jié)構(gòu)，利用熱成像儀記錄表面溫度變化，通過體積表面積電阻率測試 儀和激光閃點(diǎn)法分別測定涂層的表面電阻率和導(dǎo)熱系數(shù)，通過電化學(xué)阻抗譜和鹽霧腐蝕試驗(yàn)表征其耐蝕性。復(fù)合涂層中的經(jīng)修飾的石墨烯層呈現(xiàn)出近似平行的取向，從而提高熱傳導(dǎo)和靜電耗散效率。穿過平面的導(dǎo)熱系數(shù)和表面電阻率分別為0.77 W·m^?1 ·K^?1 和 1.6×10⁶ ?·cm。電化學(xué)阻抗譜測試表明，經(jīng)過40天的浸泡，涂層的低頻模量達(dá)到 6.76×10¹⁰ ?·cm²，比純環(huán)氧涂層提高約2個(gè)數(shù)量級，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性。

圖：仿生涂料的制備及其不同石墨烯添加量的SEM橫截面

最終，(1) 經(jīng)過修飾后顯著改善了石墨烯片與樹脂涂層的界面相容性。SEM圖形中斷口形貌研究表明，涂層中的針孔和缺陷被成功地減少，有助于提高涂層的密度。

(2)與純環(huán)氧涂料相比，“磚泥”結(jié)構(gòu)仿生復(fù)合涂料的導(dǎo)熱系數(shù)提高了2倍，在熱試驗(yàn)中表現(xiàn)出更佳的散熱能力。“磚泥”結(jié)構(gòu)中的定向石墨烯納米片促進(jìn)了電荷轉(zhuǎn)移，并有助于降低涂層的表面電阻率(1.6×10⁶ Ω·cm)，表明涂層具有良好的靜電耗散性能。

(3)電化學(xué)和鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，仿生復(fù)合涂層的耐蝕性能得到了提高，阻抗值為6.76×10¹⁰ Ω·cm2

該研究基于仿生策略的多功能復(fù)合涂料有望在復(fù)雜惡劣環(huán)境中得到應(yīng)用。

摘錄自：Transaction of Nonferrous Metals Society of China，如有侵權(quán)，請告知?jiǎng)h除。