超疏水表面在海洋大气腐蚀防护中应用的基础研究

超疏水表面在金属海洋大气腐蚀防护中应用的研究将是海洋腐蚀与防护领域中一项新的研究和探讨。本项目拟以具有不同微观参数的超疏水表面为研究对象，采用界面能量计算、显微镜观察、电化学测试等方法，研究不同海洋大气环境条件下，超疏水表面微观结构参数与液滴成核、生长、扩展过程及最终状态的定量关系，超疏水特性及环境条件对表面沉降盐分存在形式的影响，液滴的存在状态与超疏水表面腐蚀防护性能的相关性等关键科学问题，探究超疏水表面在海洋大气腐蚀防护中应用的可行性及适用条件，阐明超疏水表面的耐海洋大气腐蚀机理。本项目是集仿生学、化学工程学、材料学及海洋腐蚀与防护学于一体的研究，具有较强的学科交叉性。本项目的开展对深入认识超疏水表面微观结构与性能间的联系和丰富海洋大气腐蚀防护理论有着重要意义和科学价值。也必将为海洋大气腐蚀防护技术的开发打下科学基础，具有潜在的实用价值。

海洋大气腐蚀是海洋工程结构面临的威胁之一，超疏水表面在金属海洋大气腐蚀防护中应用的研究是海洋腐蚀与防护领域中一项新的研究和探讨。本项目开发了多种超疏水膜制备技术，并在此基础上，采用界面能量计算、显微镜观察、电化学测试等方法，探究超疏水表面在海洋大气腐蚀防护中应用的可行性及适用条件，阐明超疏水表面的耐海洋大气腐蚀机理。具体成果包括：. （1）开发了五种超疏水膜制备方法（包括电化学沉积、恒电位电解、化学气相沉积、阳极氧化、电泳沉积），研究了制备条件与膜微观结构间的相关性，实现了铜、锌等金属表面膜层微观形貌的可控制备，提出了超疏水膜在金属表面的生长机理，揭示了表面微结构与润湿性间的联系。. （2）研究了超疏水表面盐粒潮解及滑移过程，发现在模拟海洋大气环境中，潮解的盐粒会在转变为液滴之前即从倾斜的超疏水表面滑落，这主要归因于盐粒表面液膜起到润滑作用，以及超疏水表面对液膜低的粘附力。. （3）研究了超疏水表面在模拟海洋大气环境中的凝露液滴生长过程，发现当液滴直径超过某一临界值时，合并的液滴会从超疏水表面弹起，进而从超疏水表面脱离，有效降低超疏水表面润湿时间。. （4）分析了液滴与超疏水膜接触状态对腐蚀防护性能的影响，发现在模拟海洋大气环境中，液滴与超疏水表面的接触状态由表面微观结构决定，而不是由静态接触角决定；与Wenzel模型相比，当液滴与超疏水膜以Cassie模型接触时，超疏水膜耐蚀性能更优异。. 通过上述研究，发表与本项目直接相关的论文18篇：包括SCI/EI论文10篇（7篇发表在Top期刊Corrosion Science上，1篇发表在Top期刊Electrochimica Acta上），国际会议3篇、国内会议5篇；获得青岛市自然科学三等奖1项；申请了国家发明专利5项；联合培养研究生3名；完成了本项目研究内容与预期目标。. 本项目的开展对深入认识超疏水表面微观结构与性能间的联系和丰富海洋大气腐蚀防护理论有着重要意义和科学价值。也必将为海洋大气腐蚀防护技术的开发打下科学基础，具有潜在的实用价值。