出淤泥而不染——超疏水材料大显身手

　　“予独爱莲之出淤泥而不染，濯清涟而不妖……”早在北宋时期，理学家周敦颐就用这句脍炙人口的诗句表达了对莲花品格的欣赏和洁身自好品性的推崇。随着科技的不断发展，莲花“出淤泥而不染”这一特性引起了国内外科学家们的兴趣。

　　“出淤泥而不染”是什么原理呢?原来荷叶表面具有粗糙的微观形貌以及疏水的表皮蜡，这种特殊的结构有助于锁住空气，可以防止水将表面润湿，同时表面的灰尘、杂质也会被雨水带走。荷叶这种自清洁性能被人们称为“荷叶效应”。水滴在荷叶上形成一个球形，而不是铺展开来，像这样的表面，就是“超疏水表面”。

　　从材料科学角度来说，超疏水是指材料结构的特性，使表面形成乳突状纳米或微米结构，阻止水滴润湿、渗透基体材料。它具有隔绝水分、易清洁、超强附着力、良好的透气性、良好的耐酸碱性的优势。超疏水涂料在国内最早市场化，拥有核心技术，应用于中高端市场。

　　浙江省余姚市某天然气公司是一家专门从事天然气经营，燃气管网设计、安装、施工等配套服务的专业化公司，该公司在进行某项目敷设中低压管网的过程中，在特定工况下，燃气钢管内壁易腐蚀，影响了生产安全和传输效率。于是该公司通过多种途径寻求解决办法。

　　在园区的企业交流会上，该公司了解到了飞天众智中国制造科技服务平台(简称“飞天众智”www.techina2025.com)，遂与飞天众智线下团队进行联系，希望可以帮助寻求供方解决公司面临的问题。在与该公司进行细致地沟通与实地考察后，飞天众智技术团队负责人表示：“金属表面存在一层氧化物，具有一定的防腐作用。但如果处于有腐蚀介质的环境中，氧化物层很容易被腐蚀介质穿透，导致其下层金属单质被腐蚀，同时形成更多的氧化物，使得腐蚀持续进行并不断加剧，由此引发的钢管内壁腐蚀是一种常见现象。”

　　经过深入了解该公司的需求后，飞天众智迅速为该公司找到了供方公司苏州某科技有限公司。供方是一家专业从事新型功能材料的研发、生产与销售的高科技公司，主要产品包括疏水疏油材料、抗霜和防雾材料等。

　　随后在飞天众智的撮合下，供需双方很快展开了初次交流会，并签订了交易合同。在采用了供方提供的超疏水涂料后，天然气管道内壁表面形成了致密的超疏水分子防腐膜。利用不同酸度值的5% NaCl和NaCl-HCl水溶液，对改性前后的管道内壁表面进行腐蚀实验，实验结果表明：形成的超疏水分子膜致密稳定，具有非常好的防腐性能，同时传输效率也得到了大大提升。

　　据了解，天然气输送管道因输送介质中含有H2S、CO2和水等腐蚀性介质而发生内腐蚀。如果在氧化物层表面能够形成对极性腐蚀介质(主要是水、酸性气体及盐的水溶液等)有很强排斥作用的超疏水膜(接触角>150°)，那么金属的腐蚀将被阻止或大大减缓。在国外，超疏水膜已被用来提高金属铝、低碳钢等多种金属表面的防腐性能。此外，超疏水涂料还广泛应用在桥梁、石油化工设备、玻璃钢、船舶、大型屋架、电厂设备、钢结构、工程机械、建筑钢材、码头设备、石油储罐、汽车等金属表面。