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抗菌-防腐双效协同:等离子体电解与层/层沉积协同策略实现镁基涂层新突破

能源学人  · 公众号  · 科技创业 科技自媒体  · 2025-03-15 09:01

正文



成果简介


尽管镁(Mg)金属具有高强度重量比、生物相容性、低成本和无毒性等优点,但制备具有高化学稳定性和抗菌活性的镁涂层仍然是一项艰巨的挑战。目前,由于不可控的镁电沉积引起的持续腐蚀以及水溶液中严重的界面副反应,极大地限制了金属镁的实际应用。

为应对这一难题,韩国岭南大学Young Gun Ko、Wail Al Zoubi团队在 EcoMat 发表研究论文,创新性地提出了一种界面等离子体电解(I-PE)与层层(LbL)沉积相结合的方法,在镁阳极上构筑鞣酸(TA)-MgO复合涂层。其中,TA层作为有效的阻隔层,而多孔MgO薄膜中的微缺陷则能引发物理锁定作用。LbL沉积通过缺陷多孔表面与TA分子之间的电荷转移现象启动,并在交联剂(如2,5-二氨基-1,3,4-噻二唑(DAT)和2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑(AMT))的协同作用下,诱导形成多层分子结构,在二维有机-无机复合材料表面实现连续生长。

所制备的涂层展现出卓越的耐腐蚀性能(抑制效率高达82%,腐蚀速率低至1610 nA/cm²)以及优异的抗菌活性,这主要归因于TA-AMT复合物与多孔MgO薄膜之间的协同作用所优化的交联程度与致密性。此外,我们通过密度泛函理论(DFT)计算深入解析了有机AMT层与多孔无机表面之间的相互作用机制,包括键合作用、吸附行为及能量变化,为理解界面化学过程提供了理论支撑。




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