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  水性環(huán)氧樹脂涂層因其力學(xué)性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好、環(huán)境友好等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電子、工業(yè)、交通等領(lǐng)域。但現(xiàn)有的水性環(huán)氧樹脂涂層存在著空間結(jié)構(gòu)孔隙率高、腐蝕介質(zhì)擴(kuò)展阻力差、摩擦學(xué)性能不佳等缺點(diǎn)，嚴(yán)重阻礙了其在實(shí)際工程中的進(jìn)一步應(yīng)用。前期工作（Progress in Organic Coatings 2019,135,156-167; Carbon 2020,157,217-233; Chemical Engineering Journal,2021,410,128310）表明，將Ti₃C₂T_x MXene作為二維填料加入水性環(huán)氧樹脂涂層中能顯著改善其防腐耐磨性能。但Ti₃C₂T_x MXene納米片在環(huán)氧樹脂中存在著團(tuán)聚的傾向，不利于發(fā)揮復(fù)合涂層的防腐耐磨性能，且與環(huán)氧樹脂的相容性有待進(jìn)一步提高。此外，具有高導(dǎo)電性的Ti₃C₂T_x MXene在與金屬基體發(fā)生直接接觸或者電接觸時(shí)能與金屬基體構(gòu)成腐蝕微電池，反而加速金屬基體的局部電化學(xué)腐蝕。因此，如何抑制Ti₃C₂T_x MXene納米片層的團(tuán)聚、提高其與環(huán)氧樹脂的相容性、利用其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)特性，對(duì)提升Ti₃C₂T_x MXene/環(huán)氧體系的防腐耐磨性能起著至關(guān)重要的作用。

  近日，西南交通大學(xué)材料服役行為團(tuán)隊(duì)通過(guò)原位組裝的方法成功制備了Ti₃C₂T_x/MgAl-LDH異質(zhì)結(jié)材料，并成功引入到水性環(huán)氧樹脂中，制備了復(fù)合環(huán)氧涂料并將其應(yīng)用于低碳鋼表面的腐蝕、磨損防護(hù)。理論計(jì)算表明，Ti₃C₂T_x/MgAl-LDH異質(zhì)結(jié)具有穩(wěn)定的界面相互作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ti₃C₂T_x/MgAl-LDH異質(zhì)結(jié)材料在環(huán)氧樹脂中具有良好的分散穩(wěn)定性，Ti₃C₂T_x/MgAl-LDH環(huán)氧復(fù)合涂層具有優(yōu)異的防腐耐磨性能。該文章近日以題為“In situ assemble Ti₃C₂T_x MXene@MgAl-LDH heterostructure towards anticorrosion and antiwear application”發(fā)表在知名期刊Chemical Engineering Journal上。論文的第一作者為西南交通大學(xué)博士生蔡猛，通訊作者為樊小強(qiáng)研究員。

圖1. Ti₃C₂T_x/MgAl-LDH異質(zhì)結(jié)復(fù)合環(huán)氧涂層的防腐蝕和抗磨損機(jī)理圖

圖2. Ti₃C₂T_x MXene及Ti₃C₂T_x/MgAl-LDH異質(zhì)結(jié)納米片形貌。

圖3. Ti₃C₂(O)₂/MgAl-LDH異質(zhì)結(jié)的二次差分電荷及能帶圖。

圖4. Ti₃C₂T_x/MgAl-LDH復(fù)合涂層的EIS表征。

圖5. Ti₃C₂T_x/MgAl-LDH復(fù)合涂層的摩擦學(xué)表征。

  特別感謝國(guó)家自然科學(xué)基金委、四川省科技廳的支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130050

通訊作者簡(jiǎn)介：

  樊小強(qiáng)，四川省特聘專家、四川省專家服務(wù)團(tuán)專家、西南交通大學(xué)雛鷹學(xué)者。主要從事潤(rùn)滑與防腐材料及材料使役行為等方面的研究，以第一或通訊作者已在Chemical Engineer Journal、ACS Applied Materials and Interfaces、Nanoscale、Carbon、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Corrosion Science、Journal of Materials Science & Technology、Applied Surface Science、Journal of Colloid Interface Science、Tribology International和Friction等國(guó)際權(quán)威期刊發(fā)表SCI文章60余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利9件，主持國(guó)家自然科學(xué)基金（面上、青年）、四川省科技廳重點(diǎn)項(xiàng)目等10項(xiàng)。兼任中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)表面工程分會(huì)青年工作委員會(huì)委員；中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)材料分會(huì)委員會(huì)委員；中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)鐵道設(shè)施專業(yè)委員會(huì)第一屆委員會(huì)委員；四川省腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)理事會(huì)理事等。

  課題組網(wǎng)站：https://faculty.swjtu.edu.cn/fanxiaoqiang/zh_CN/index/136633/list/index.htm