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 最近，在涂料中又出現(xiàn)了新的重大進(jìn)展，該技術(shù)是在基礎(chǔ)配方中采用了碳納米管（CNTs）。在各種初期應(yīng)用中，該新興涂料化學(xué)為防腐性提供了強(qiáng)有力且可行性的保障。

 納米技術(shù)

 納米技術(shù)是指在原子尺度上研究物質(zhì)的相互作用。作為涂料組分的碳納米管是碳原子組成的管狀結(jié)構(gòu)。碳納米管是迄今發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的材料，拉伸強(qiáng)度是鋼的50倍。它們還具有非凡的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，導(dǎo)電性是銅的1000倍。

 納米技術(shù)可制備新型復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，它們既輕又具有很強(qiáng)的性能。它們的用途無處不在，從碳纖維網(wǎng)球拍到商業(yè)和軍用飛機(jī)上的復(fù)合材料。

 當(dāng)作為一種涂料組分，碳納米管可提供多種優(yōu)勢，并能克服當(dāng)前涂料中許多常見的缺陷。事實上，碳納米管賦予的強(qiáng)度改善了涂層耐久性和耐磨性。增強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度和彈性，再加上更好的導(dǎo)熱性能，使涂層能夠適應(yīng)基材的熱收縮和膨脹。這也促進(jìn)了涂層和基材間更緊密的結(jié)合。這兩者相結(jié)合，延長了涂層的使用壽命。此外，與那些依賴大量鋅的防腐底漆的傳統(tǒng)涂料相比，碳納米管的高效導(dǎo)電性可以大幅提高涂層的防腐性。

 少即是多

 當(dāng)前的含鋅防腐涂料需要三涂層體系。首先是富鋅底漆。但是鋅的缺點是具有脆性，不能忍受熱膨脹和收縮。因此需要中間涂層，這可以保護(hù)底漆，第三道涂層提供顏色和表面特性。

 如前所述，碳納米管大大提高了導(dǎo)電性和柔韌性。這就省去了中間涂層，大大節(jié)省成本，施工的時間節(jié)約近1/3。碳納米管涂料的施工與其它涂料基本一樣，無需特殊準(zhǔn)備、施工或固化。迄今，示范項目的表面處理是按軍事規(guī)格上近白色金屬準(zhǔn)備的。此外，也在研究產(chǎn)品的增強(qiáng)結(jié)合性能，以減少對表面處理的要求。

 TeslaNanoCoatings公司的營銷副總JoeBarone說：“目前，新材料的每加侖成本比傳統(tǒng)涂料要高些，但如果算上施工成本，2道涂層的碳納米管系統(tǒng)具有明顯的成本優(yōu)勢。”

 作為一種新型技術(shù)，人們也極為關(guān)注納米技術(shù)對健康和環(huán)境的影響。這包括在生產(chǎn)車間的空氣中納米粒子的吸入，以及經(jīng)過皮膚傳導(dǎo)的銀納米粒子，該納米粒子是作為抗菌劑而應(yīng)用在布料中。

 Barone說：“加入到新一代涂料中的碳納米管，第一個事實是它們完全是由碳組成，這是所有生命的化學(xué)基礎(chǔ)。一旦存在于涂料中，無論是液體形態(tài)或者是在物體表面干燥時，都不會有任何吸入的碳納米管或者經(jīng)皮膚滲入人體內(nèi)。液體涂料的任何其它組分對健康的危害都比碳納米管要大。”

 潛在應(yīng)用

 雖然碳納米管涂料比傳統(tǒng)涂料具有更多的優(yōu)勢，卓越的防腐性卻是最重要的性能。因此，最初都用在大型鋼結(jié)構(gòu)上便不足為怪了，比如橋梁、儲罐以及工業(yè)結(jié)構(gòu)的外部等。

 碳納米管涂料已經(jīng)在美國陸軍工程兵團(tuán)的多個基地進(jìn)行了示范工程項目，這些作為防腐研究的專業(yè)軍事中心。這些示范工程的效果高于預(yù)期。

 另一個具有巨大應(yīng)用前景的領(lǐng)域是油氣行業(yè)，無論是地面還是井下設(shè)備。雖然目前新涂統(tǒng)料系的示范工程項目多是外墻涂料，但是該產(chǎn)品也可用作鉆頭和傳輸管道用涂料。通常在高壓下，鉆桿中的二氧化碳和硫化氫都具有高度的腐蝕效果。如果用碳納米管涂料涂覆管道內(nèi)壁，這將保護(hù)管道免受腐蝕的侵蝕以及砂礫和其它污染物的磨損。

 碳納米管涂料也被開發(fā)用做電磁屏蔽材料。新型結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料正在多方面取代金屬，包括從手機(jī)到噴氣式飛機(jī)。在過去，金屬可以提供屏蔽效果，保護(hù)人們免受低水平的電磁輻射，人們一直認(rèn)為低電磁波輻射會致癌作用。在未來，人們可以用碳納米管涂料達(dá)到屏蔽效果。

 越來越多的認(rèn)可

 正如所有的新技術(shù)一樣，因為不同于眾所周知的涂料系統(tǒng)而讓人產(chǎn)生疑惑。但是示范工程項目的積極效果將會有力推動人們研發(fā)出能更安全的，更高性能的碳納米管涂料。毫無疑問，該類新技術(shù)將會得到更多人的認(rèn)可，應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。