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  隨著吸波涂層的廣泛運(yùn)用，其不僅需要具備高效的電磁波吸波能力，同時(shí)還要擁有良好的服役行為和耐候性。目前，單一功能的隱身涂層難以應(yīng)用于復(fù)雜多變的實(shí)際環(huán)境中，特別是在高溫高鹽濕環(huán)境下，傳統(tǒng)的吸波體會(huì)因?yàn)楦g等行為大大縮減其使用壽命。因此，亟需研究出一類兼具高效吸波性能和腐蝕防護(hù)性能的隱身防腐一體化材料，解決常規(guī)吸波材料耐候性差、性能不穩(wěn)定等問(wèn)題。

  西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院孟凡彬“電磁功能材料”研究小組近年來(lái)致力于新型電磁功能材料的設(shè)計(jì)和性能研究，包括多殼層石墨烯基氣凝膠微球結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與吸波性能研究（Nano Research, 2018, 11, 2847; Nano Research, 2019, 12, 1423; Nano Research, 2020, 13, 477; Chemical Engineering Journal, 2020, 391, 123512；Chemical Engineering Journal, 2022, 427, 131746）、多尺度手性吸波材料設(shè)計(jì)和電磁特性研究（Nano Research, 2018, 11, 3329；ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9, 15711）、吸波防腐一體化功能材料研究（Advanced Science, 2021, 8, 2002658；Composites Science and Technology, 2021, 204, 108630）、界面調(diào)制增強(qiáng)電磁波損耗新機(jī)制（ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2018, 6, 16744；ACS Applied Materials & Interface, 2019, 11, 12424；ACS Applied Materials & Interface, 2019, 11, 17100），為新型吸波材料的設(shè)計(jì)、制備提供了新思路。

  在此研究基礎(chǔ)上，近期，孟凡彬研究小組提出利用軟模板自組裝策略制備了螺旋結(jié)構(gòu)可調(diào)的超螺旋手性聚吡咯材料，發(fā)現(xiàn)其兼具高效電磁波吸收性能和優(yōu)異防腐性能。首先研究發(fā)現(xiàn)，除傳統(tǒng)聚合條件（反應(yīng)溫度、時(shí)間等）外，通過(guò)改變聚合過(guò)程中攪拌速度大小能夠帶來(lái)渦旋和切向剪切力的改變，從而進(jìn)一步調(diào)控聚吡咯纖維的超螺旋結(jié)構(gòu)。這一超螺旋聚吡咯纖維能夠在電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生獨(dú)特的電磁交叉極化能力并產(chǎn)生額外的磁損耗，最終實(shí)現(xiàn)電阻損耗、介電損耗與磁損耗的三位一體有效結(jié)合，從而帶來(lái)寬頻高效的電磁波吸收能力。此外，研究發(fā)現(xiàn)聚吡咯超螺旋纖維能夠與腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生絡(luò)合作用，形成鈍化層從而抑制腐蝕進(jìn)程，所得的吸波防腐涂層浸入3.5％氯化鈉溶液中21天后，仍具有顯著的腐蝕防護(hù)能力且吸波性能無(wú)明顯下降。此工作詳盡闡述了超螺旋聚吡咯的電磁波吸收和腐蝕防護(hù)性能，實(shí)現(xiàn)吸波涂層的隱身防腐一體化設(shè)計(jì)。

圖1 超螺旋聚吡咯纖維微觀形貌表征及聚合機(jī)理示意圖

圖2 超螺旋聚吡咯纖維結(jié)構(gòu)性能表征

圖3 超螺旋聚吡咯纖維的吸波性能

圖4 超螺旋聚吡咯吸波劑阻抗匹配、衰減常數(shù)及吸波機(jī)理示意圖

圖5 超螺旋聚吡咯纖維涂層的電化學(xué)性能測(cè)試

圖6 超螺旋聚吡咯基隱身防腐涂層腐蝕防護(hù)機(jī)理示意圖

  本工作以“Two birds with one stone: Superhelical chiral polypyrrole towards high-performance electromagnetic wave absorption and corrosion protection” 為題發(fā)表于Chemical Engineering Journal（2021, 10.1016/j.cej.2021.131582）。共同第一作者為西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2018級(jí)碩士研究生任和松和2019級(jí)碩士研究生李天，通訊作者為西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院孟凡彬副教授。本研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（No.51903213和No. 5217130190）、四川省科技支撐計(jì)劃（No. 2020YFH0053）、中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展資金—深圳虛擬大學(xué)園專項(xiàng)資金項(xiàng)目（No. 2021Szvup124）等項(xiàng)目的資助與支持。

  論文信息：Hesong Ren1, Tian Li1, Huagao Wang, Zihao Guo, Tanlin Chen, Fanbin Meng*, Two birds with one stone: Superhelical chiral polypyrrole towards high-performance electromagnetic wave absorption and corrosion protection. Chemical Engineering Journal, 2021, 10.1016/j.cej.2021. 131582.

  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894721031636