基于腐败希瓦氏菌矿化作用的涂层自修复机制

【作者】 郝湘平； 摆云； 钱鸿昌； 娄云天； 王宁； 张达威；

【机构】 北京科技大学新材料技术研究院； 北京科技大学顺德研究生院；

【摘要】 严酷的海洋腐蚀环境造成涂层破损问题突出,而现有自修复防腐涂层主要依赖服役环境中力学破坏或腐蚀反应造成的局部pH变化等触发修复机制。区别于基于物理化学反应的涂层自修复机制,本文研究了腐败希瓦氏菌在人工海水中生物矿化作用对碳钢表面损伤环氧涂层的自修复作用。实验结果表明,腐败希瓦氏菌选择性的在划伤区域完成修复,矿化产物主要为方解石碳酸钙和有机质。EIS结果表明,生物矿化可以修复受损涂层的耐腐蚀性,接种14天后,|Z|0.01Hz值恢复到～1010Ω·cm2。通过设置有菌、无菌以及有菌去除钙离子模拟海水实验条件,证实腐败希瓦氏菌和钙离子共同存在是涂层破损区域发生矿化修复的必要条件。人为设置微生物饥饿条件,通过死/活菌荧光染色手段,证实相较于涂层表面,细菌更易于在涂层破损处定植,这可能是因为腐败希瓦氏菌可从碳钢基体中获取能量以维持其新陈代谢。该工作将为开发微生物诱导矿化自修复涂层奠定重要的研究基础,为设计海洋自修复防腐涂层提供新的思路。更多还原