关键的外卖
金属在我们的日常生活中无处不在。从烹饪用具到建筑和运输基础设施，这种多功能材料被广泛应用。尽管它们对腐蚀的敏感性是众所周知的，但它们的表面多年来基本上没有改变和改善。
在恶劣环境下钢铁需求的增加推动了对钢铁的研究防腐蚀保护．虽然电化学腐蚀受到充足的关注，但保护钢免受微生物攻击的钢仍然是挑战。
生物污垢及其与微生物影响腐蚀(MIC)的关系
生物淤积，也称为生物结垢，是指在材料表面上的微生物，藻类，有机物和植物寿命的累积。这种现象在海上和普遍普遍存在废水行业，存在高浓度的细菌和其他微生物。这种类型的积累被归类为癫痫酸，因为表面和与其附着的生物不共用寄生关系。
在金属上基板，微生物堆积牢固地粘附在表面上，并与代谢过程产生的其他产品结合，表现为称为凝胶状有机基质生物膜．这种微生物联合体存在于生物膜中，在生物膜中起着重要的作用微生物学过腐蚀（MIC）跨越行业的金属基材。
硫酸盐还原细菌特别是被认为是在管道基础设施的腐蚀中有乐器．例如，在废水管道中，生物膜积累并粘附在管道内壁上。生物膜中含有的数千种细菌以废水中的营养物质为食，产生各种代谢产物，包括硫化氢气体。一旦硫化物气体到达液体表面，它就会与空气和水分发生反应，产生硫酸，对金属表面尤其具有腐蚀性。
除了腐蚀外，生物污染还可以有几种其他不利影响，如结核．微生物和生物膜的不断积聚会降低管道的内径，从而导致水力问题，如容量降低、流速低和泵设备损坏。(有关泵送基础设施的更多信息，请参见水泵，阀门，叶轮和配件的防腐)。在海事工业中，生物污物会对船舶的船体和推进系统造成损害。这种积累还会增加一些船舶的水动力摩擦，导致阻力增加和燃油效率低下。
什么是液体注入多孔表面涂层?
成功地对钢铁等材料进行改性，以抵抗海洋、废水和其他受影响行业的生物污垢和MIC一直是一个挑战。而防污涂料是可用的，但它们有几个限制，使它们不适合特定的应用程序。(这些传统的涂料在海洋应用和海上平台涂料)。
液体注入涂层代表来自传统的下一步防污涂料和涂料。这种涂层由液体组成润滑剂它稳定在a内多孔或纹理表面通过毛细作用．
液体注入的多孔表面涂层由两种不同的元素组成:有纹理的或多孔的固体层和润滑剂。固体表面，通常是要涂覆的基材，必须用适当的纹理和表面化学处理以接受润滑剂。然后液体扩散到整个固体衬底，并进入多孔的表面。因此，当润滑油浸渍的表面与不混溶的液体接触时，就起到了屏障的作用。这种特性使涂层具有“滑”的特性，因为它能将进入的液体从基材上赶走。如果使用正确，任何进入的液体都不会取代润滑剂。
虽然传统涂层也包括固体（色素颗粒和粘合剂）和液体（溶剂)，干燥过程去除溶剂，只留下一个干燥的固体表面。相反，液体注入表面的液体成分是为了保持“湿润”，并随着时间的推移保持其光滑。
图1.传统涂料与液体注入的表面涂层。
液体注入的表面和生物污染预防
生物污染和麦克风发生的主要机制是附着力．含有微生物的液体需要粘附到材料上以允许表面呈现生物膜生长。由于液体注入的多孔表面用润滑剂浸渍，因此它们排斥所有进入的流体，从而产生细菌不能自己的环境。这使得用液体注入技术对细菌和生物膜生长进行了处理。
至少有一项科学研究证实了这些涂料的功效。一个研究小组哈佛大学威斯生物工程研究所使用各种液体对这些涂层的抗润湿性能进行各种试验，包括含有细菌和血液的水，油和生物液。结果表明，表面能够排斥可能导致生物污染的所有液体。
除了海洋、废水和石化用途外，液体注入多孔表面技术也可用于医疗行业，其中的工具和设备必须抵抗来自血液和细菌的生物污垢。此外，正在进行进一步的研究，将液体注入多孔表面涂层应用于更广泛的金属，以增加它们的使用案例和适用性。
如何处理液体注入的表面
有效的液体注入表面的关键是表面化学和拓扑．这确保了纹理固体表面和润滑液体之间的最大兼容性。因此，该系统的固体和液体组分的选择对涂层设计过程至关重要。
图2:液体注入涂层应用过程。
液体注入多孔表面涂层的典型制剂如下：
- 选择合适的扁平基板。
- 基板的表面具有纳米图案化或用合适的方法粗糙化，例如光刻结构，纳米结构外延生长，喷砂、电纺等。这一过程增加了润滑液粘附的表面积。
- 表面被化学功能化，以匹配润滑液体的化学性质。这一过程确保了润滑剂和织构表面之间的化学亲和性高于周围流体和固体之间的化学亲和性。
- 然后将润滑液注入处理过的表面。润滑油层由于多孔表面引起的强毛细管作用而固定在原位。
- 除去多余的润滑剂以完成涂布过程。
结论
液体注入多孔表面涂层有可能有利于广泛的行业。在废水和石化行业中，经过处理的管道可用于移动粘性具有更高效率的液体。与其他防污和疏水涂层，液体注入的表面涂层可以配制，以维持其在基材寿命内的润滑。
虽然这种类型的涂层的设计参数很复杂，但它们可以扩展到商业应用。随着研究和意识的继续，涂层行业可能非常好地看到从干膜涂层转变为耐用，持久的“湿”表面。
分享此文章
