机械性能优异、不含氟的TiN/GO-Al2O3环氧复合材料，用于光热防冰和超稳防腐蚀应用

《ACS Applied Polymer Materials》：Mechanically Robust, Fluorine-Free TiN/GO-Al2O3 Epoxy Composites for Photothermal Anti-icing and Ultrastable Anticorrosion

针对协同电化学腐蚀与冻融循环导致的结构钢降解难题，本研究开发了一种不含氟的分级复合涂层，结合微米级GO-Al2O3/环氧树脂基体增强机械性能（抗冲刷达6000rpm，耐磨循环1500次），以及TiN基超疏水顶实现高效太阳能热转化（1kW/m2辐照下60秒升温120℃），通过稳定空气膜实现超耐腐蚀性（盐雾30天阻抗>101?Ω·cm2），突破传统涂层氟依赖与脆性瓶颈。

　　

为了解决结构钢在电化学腐蚀和冻融循环共同作用下的严重退化问题，我们开发了一种无氟的层次复合涂层。该涂层通过可扩展的方式整合了共价键固定的GO-Al₂O₃/环氧树脂微米级防护层（机械优化添加量为1.5 wt%的GO）和基于TiN的光热超疏水顶层。这种独特的复合结构实现了前所未有的多功能性：凭借抗断裂的防护层和层次结构的韧性，具备了出色的机械强度（在3 m/s的水流冲击、6000 rpm的侵蚀以及150次磨损循环后仍保持CA > 150°）；通过高效的太阳能-热能转换（在1 kW/m²的辐照下60秒内迅速升温至120°C），可实现40秒内的按需融冰；同时具有超稳定的耐腐蚀性（在30天盐浸后，|Z|_{f = 0.01 Hz} = 1.0 × 10¹⁰ Ω cm²）。这种可扩展的策略从根本上克服了传统超疏水涂层存在的脆弱性和对氟的依赖性，为极端环境下的钢铁基础设施提供了长期的防腐蚀/防冰保护。