Nature:千滴雨,万伏电:水滴电穿腐蚀金属
2026-09-08 16:36:54 作者:本网发布 来源:腐蚀与防护 分享至:

 

在植物叶片、昆虫翅膀、建筑墙面、窗玻璃和塑料等不同表面上,水滴移动时会自发带上电荷。这一过程被称为接触起电或滑动起电,这类似于水滴与固体之间的摩擦起电。以这种方式带电的水滴,电势可超过1千伏特。至今尚未解答的问题是:水滴中的电荷是否会引起腐蚀?


近日,德国马克斯普朗克高分子研究所Hans-Jürgen Butt、Rüdiger Berger团队Zhongyuan Ni在Nature上发文,报道了此前被完全忽略的腐蚀机制:水滴在绝缘表面滑动时,会自发携带电荷,这些带电水滴在撞击或滑过金属表面时,能够产生强电场,导致保护性涂层(聚合物或氧化物层)发生介电击穿,进而引发下方金属基体的腐蚀。

实验分析了连续水滴撞击后,非导电涂层保护的金属表面效应。在撞击涂层金属之前,水滴通过在绝缘表面滑动而自发获得电荷。研究证明了这些带电水滴,能够导致涂层发生电击穿,并引发金属腐蚀。由于自发带电的水滴在自然界中天然形成,这一先前被忽视的腐蚀机制,可用于文化遗产遗址、建筑、船舶、汽车及其他金属构件的腐蚀机制。

该项发现,可提升防腐蚀策略,并强调亟需研发抵抗水滴电荷诱导损伤的防护材料。

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