获奖项目名称：

仿生多功能表面的调控机制与协同防护机理

第一完成单位：

吉林大学

项目联系人：

刘燕

联系人电话：

13610742176

联系人邮箱：

lyyw@jlu.edu.cn

项目简介：

  针对金属部件在液固界面的腐蚀问题，本研究“师法自然”，在国家自然科学基金重点项目等支持下，历经十余年的研究，围绕揭示典型生物体表超润湿的功能机理，以生物多维度、跨尺度本征结构与材料组分为模本，建立仿生微结构、成分与功能耦联关系，模拟其物理结构的同时，协同其成分构成，制备既有自然界生物精巧结构，又有对其结构的修饰、组装和多尺度复合，从而形成精细结构、复杂组分、功能集成的新型仿生超润湿多功能表面，基于界面润湿性控制，实现金属表面的腐蚀调控。本研究揭示了仿生多功能表面的调控机制及材料、结构与形态等多因素协同耐腐蚀机理，为发展新型仿生耐腐蚀技术提供新思路，拓展了仿生超疏水表面在腐蚀防护、防冰/雾、污水处理、热传导等领域的工程应用。主要取得如下创新点：
  1、设计了具有典型仿生形态的分级结构，定量表征了形态尺度设计参数，提出了仿生微结构特征参数γ（深径比）与功能的量化关系，揭示了典型植物叶表面润湿机理及动态行为规律，并在金属基底上实现了界面动态润湿行为的调控。
  2、开发了基于界面润湿性的仿生腐蚀防护新技术，揭示了仿生表面形态、结构、材料多因素耦合腐蚀防护新机制，实现了表面腐蚀速度的可控，突破了传统腐蚀界面设计观念，为金属表面如镁合金腐蚀防护提供了新思路。
  3、将仿生多级结构与低表面能材料间的耦合协同效应引入到腐蚀防护涂料体系设计当中，实现了对金属基材的防腐、自洁、防冰等多重防护，阐明了防护机制，专利转化4件，拓展了新型仿生防腐蚀技术的工程应用。
  本成果共发表32篇SCI检索论文，英文专著1部，本项目中列出的15篇主要研究论文被SCI他引1474次，其中5篇代表作SCI他引885次，包括CorrosionScience1篇，ChemicalEngineeringJournal3篇，ElectrochimActa1篇。（单篇最高287次，其中1篇入选全球高被引1%）。研究成果被PNAS编委美国BBhushan教授、欧盟科学院院士Y.FrankCheng、美国国家材料科学研究所SherifA.EL-Safty教授等国内外工程仿生领域著名学者在NatureMater、ChemRev、JACS、AdvMater等150余种期刊正面引用评价。