腐蚀是自然界中最普遍的现象，给社会造成严重的经济损失。发展高性能防腐蚀涂层技术，具有重要的实用意义。自修复涂层由于可在特定条件下实现涂层机械损伤或功能损伤的修复，被广泛应用于防腐蚀涂层中。然而，开发具有高效自修复性能的防腐蚀涂层仍然是一个挑战。

近日，中国计量大学卫国英教授、吉翠萍讲师等人利用可精确控制的微流控系统和高效的静电纺丝系统，制备出尺寸均一可控的纳米级核壳纤维，成功包覆流动性好和可紫外诱导固化的修复剂，实现了复合涂层的高效自修复。相关研究以“Microfluidic Electrospinning Core-Shell Nanofibers for Anti-Corrosion Coatings With Efficient Self-Healing Properties”为题发表于《Advanced Science》（IF：14.3）期刊。

本文要点：

1、本研究利用微流控静电纺丝技术，高效制备了纳米级核壳纤维，且尺寸均一可控；

2、核壳纤维内成功包覆修复剂，并加入涂层中；当复合涂层出现裂纹时，修复剂可快速流出填补损伤处，310 nm紫外光诱导30 min即可实现涂层的自修复；

3、复合涂层在多次损伤-修复循环后仍具有较好的防腐蚀性能，且纳米纤维的加入赋予涂层优异的机械性能；

4、本研究基于微流控静电纺丝技术，研发出一种具有高效自修复性能的防腐蚀涂层，显著提高了修复效率，极大提升自修复涂层在金属防腐蚀的应用可行性，并为研发高性能的腐蚀防护涂层技术提供新思路。

本研究利用微流控静电纺丝技术制备核壳纳米纤维，并将其应用于高效自修复防腐蚀涂层，具体研究结果如下：

1. 核壳纤维尺寸均一可控，平均尺寸为477 nm，制备效率高；

2. 纤维内成功包覆流动性好和可紫外诱导固化的修复剂（环氧树脂EPON862与光引发剂PI6992）；

3. 当复合涂层出现裂纹时，修复剂可快速流出填补损伤处，310 nm紫外光诱导30 min即可实现涂层的自修复；

4. 相比纯树脂涂层，复合涂层具有更好的防腐蚀性能。且因其具有的自修复性能，在重复的损伤-修复循环测试中，复合涂层的I_corr值始终低于纯树脂涂层，表现出优异的防腐蚀性能；

5. 5. 相比纯树脂涂层，加入核壳纳米纤维的复合涂层具有更好的机械性能如拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性。

图1. 复合涂层制备流程示意图及核壳纤维的基础表征

图2. 复合涂层的自修复性能

图3. 复合涂层的防腐蚀性能

图4. 复合涂层的机械性能

本研究工作得到国家自然科学基金项目和浙江省自然科学基金项目的资助支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202409751