西南交通大学朱旻昊、樊小强：铈掺杂ZIF-8修饰氨基化Ti₃C₂Tx定向增强环氧树脂涂层防腐耐磨性能

  高速载运装备服役于广域多环境（高寒、酷热、潮湿、风沙、酸雨、雾霾、盐雾、强外场等），而这些多因素交互作用对装备表面涂装材料的耐候性、防腐蚀和耐磨损性能提出了更为严苛的要求。二维填料可通过小尺寸效应、大的比表面积、高的机械性能、易层间剪切滑移、不可渗透性等优势大幅度地提高环氧涂层防护性能。近段时间以来，表面富含官能团、力学稳定性很高的Ti 3C 2T x MXene成为人类研究的热点，前期工作（Composites Part B 231 (2022) 109581）已证实二维纳米片Ti 3C 2T x定向排列于环氧树脂涂层中使其防腐耐磨性能可达到理论效果。但考虑到涂层及其纳米填料提供的被动阻隔一旦破坏就会失效，导致腐蚀在极短的时间内不受控制地迅速蔓延。因此，在涂层保护技术中引入自修复的概念，设计具有“腐蚀敏感性”和“自愈性”的新型智能涂料成为腐蚀防护领域重要的发展方向。

  近日，西南交通大学材料服役行为与安全评价研究团队朱旻昊、樊小强等通过表界面调控实现了Ti3C2Tx表面电荷跃迁，并在功能化Ti3C2Tx纳米片上原位生长沸石咪唑框架-8，同时掺杂铈阳离子作为缓蚀剂，制备了拥有非常良好分散性的复合填料。带正电荷的P+-Ti3C2Tx@ZCe在电泳沉积过程中依靠电场力和薄片之间的排斥力实现迁移和旋转进而定向排列于环氧树脂中。具有包覆结构和pH刺激响应的P+-Ti3C2Tx@ZCe可实现铈离子的可控释放，在金属/界面处诱导形成不溶性抑制膜。实验根据结果得出，PMX@ZCe复合涂层由于良好的界面相互作用、平行排列的屏障效应和主/被动保护的协同作用，具有令人满意的腐蚀/磨损保护性能。该文章近日以题为“Self-alignment of amino-functionalized Ti3C2Tx modified with cerium-doped ZIF-8 nanocontainer towards anti-corrosive/wear and self-healing application”发表在知名期刊Composites Part B: Engineering上。论文的第一作者为西南交通大学硕士生何灿，通讯作者为樊小强教授。

  樊小强，工学博士，教授，四川省杰青、省QR计划特聘专家、省专家服务团专家。荣获广西科学技术进步一等奖（排3）、温诗铸枫叶奖-优秀青年学者奖、全国铁路青年科学技术创新奖、詹天佑铁道科技奖-专项创新奖、全国铁路青年安全生产示范岗、中国科学院院长优秀奖、第七届IFAM优秀青年科学家奖等荣誉，入选2022年度斯坦福全球前2%科学家榜单。主要是做高速载运装备磨蚀防护材料与技术探讨研究，以第一或通讯作者已在国际权威期刊发表SCI一区论文80余篇（他引2800余次），授权国家发明专利20件（成果转化3项），获国家自然科学基金（青年、面上、联合基金）等资助。兼任中国机械工程学会表面工程分会青年工作委员会委员；中国机械工程学会材料分会委员会委员；中国腐蚀与防护学会铁道设施专业委员会委员；四川省腐蚀与防护学会理事会常务理事等。

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