Вморской индустрии защита от обрастания достигается в основном путем использования специальных противообрастающих покрытий, в полимерный матрикс которых заключены биоциды, высвобождающиеся с контролируемой скоростью в процессе эксплуатации объекта. Несмотря на признанную эффективность, данная стратегия борьбы обладает существенными недостатками, среди которых высокая экотоксичность используемых биоцидов. Ужесточение законодательства в области применения противообрастающих соединений активировало усилия по поиску альтернативных, более безопасных технологий. Особый научный интерес вызывают стратегии защиты от обрастания, которыми обладают живые организмы. В данной работе представлен обзор в области природоподобных технологий, применимых для разработки противообрастающих покрытий в морской сфере.
Вобзоре проведен анализ литературных источников, описывающих методы и подходы к созданию антиобледенительных покрытий, а также проблемы разработки и применения новых антиобледенительных материалов и покрытий. Приведены существующие работы, представляющие результаты исследования характеристик супергидрофобных/антиобледенительных покрытий на поверхности металлов и сплавов, обработанных методом плазменного электролитического оксидирования.
Обобщены литературные данные о плазменно-электролитической обработке титана в электролитах, содержащих дисперсные магнитоактивные частицы, с целью формирования поверхностных структур с определенными магнитными свойствами. Приведены составы электролитов, параметры процесса и магнитные свойства получаемых покрытий. В зависимости от химической природы и характеристик частиц их включение из электролита в растущие покрытия осуществляется по инертному или реактивному механизму. Показано, что основной вклад в магнитные свойства образцов вносят металлооксидные частицы, обнаруженные в порах, на поверхности и в массиве покрытий. Изменяя состав и концентрацию компонентов электролита, можно управлять составом частиц и, соответственно, магнитными характеристиками покрытий.
Одностадийным методом плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) в импульсном режиме сформированы Ti/TiO–SiO–Bi пленочные композиты. Полученные образцы исследованы методами рентгенофазового, энергодисперсионного анализа, электронной микроскопии, диффузного отражения и импедансной спектроскопии. Рентгенофазовый анализ показал, что все ПЭО покрытия содержат металлический висмут и оксид титана в модификациях рутил и анатаз. Показано, что варьирование длительности импульса оказывает значительное влияние на морфологию, элементный состав и оптические свойства покрытий. Анализ диаграмм Мотта–Шоттки показал, что все полученные композиты являются полупроводниками n-типа. Для всех модифицированных висмутом образцов наблюдается смещение потенциалов плоских зон в катодную область по сравнению с немодифицированным образцом, что указывает на формирование барьера Шоттки на границе металл–полупроводник. Число носителей заряда (N) возрастает при увеличении длительности импульса ПЭО, однако во всех случаях оно ниже по сравнению с Ti/TiO образцом. Установлено, что модификация диоксидно-титановых пленок висмутом приводит к улучшению их оптических свойств и возникновению устойчивых во времени фототоков под действием видимого света.
Методами хроноамперометрии и импедансной спектроскопии исследован механизм электрохимического формирования нанокомпозита на основе полиметилолакриламида с включением наночастиц золота и платины. Установлено, что процесс является сложным и включает электрохимические (образование радикалов, синтез наночастиц AuNPs и PtNPs, элекгроосаждение подслоя Zn) и химические (инициирование полимеризации и формирование полимерного слоя, включение наночастиц в полимерную матрицу) стадии, протекающие одновременно в течение 5–10 мин. Обнаружено, что в результате этих процессов емкость электрода проходит через максимум, а сопротивление возрастает, что связано как с осаждением на катоде новой кристаллической фазы, так и с изолирующим действием полимера. Включение наночастиц металлов в пленку увеличивает электропроводность нанокомпозита.
В работе представлены оригинальные методы синтеза и результаты фторирования природных и искусственных полимеров на примере древесины, целлюлозы, лигнина, оксида графита, углеродных нанотрубок и перфторалиенов. Проведены исследования синтезированных соединений методами сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии, хроматомасс-спектрометрии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Фторирующие соединения испытывались в качестве энергоемких катодных материалов для литиевых и натриевых химических источников тока, пьезоэлектрических материалов, а также гидрофобных, антифрикционных, противоизносных покрытий.
Индексирование
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation