FCSE | 最先端研究：太陽光で駆動する「自己修復」防食コーティング

公開日：

2025-06-07

金属材料は空気、水、その他の腐食性媒体に直接さらされると、さまざまな物理的・化学的作用によって損傷しやすく、大きな資源の浪費や環境問題を引き起こします。その表面に保護コーティングを施すことで、金属母材と周囲の環境媒体を隔離でき、腐食の発生を効果的に抑えられます。

金属材料は空気、水、その他の腐食性媒体に直接さらされると、さまざまな物理的・化学的作用によって損傷しやすく、大きな資源の浪費や環境問題を引き起こします。その表面に保護コーティングを施すことで、金属母材と周囲の環境媒体を隔離でき、腐食の発生を効果的に抑えられます。コーティングの緻密性と耐食性は、最終的な防護効果を決める二つの重要な要因です。ホーローやセラミックなどの無機コーティングと比べ、有機コーティングは原料が広く入手でき、良好な耐食性を持ち、金属表面に緻密な被覆層を形成しやすいことから、広く使われています。しかし見過ごせない事実として、有機コーティングはさまざまな自然環境下で表面に微細なクラックが生じやすく、水やその他の腐食性媒体が浸透して保護機能を失ってしまいます。

この問題を解決するため、中山大学の林志峰氏と李衛華氏の研究チームは、Fe3O4ナノ粒子とテトラデカノールを含むエポキシ樹脂コーティング（厚さ約200 μm）を作製しました。このコーティングは太陽光の下で良好な自己修復能力を示し、下地の炭素鋼を腐食から保護できます。

自己修復コーティング（SHC）は新しいタイプのコーティングで、初めて報告されてからわずか20年です。自身の微小な亀裂や損傷を修復して物理的なバリアを形成し、期待される耐用年数を効果的に延ばすことができます。現在、外部修復剤／腐食抑制剤の添加、ポリマー樹脂自体の動的結合、熱可塑性／形状記憶材料の使用など、自己修復コーティングを作製する方法がいくつか見つかっていますが、関連する化学反応を誘発するために紫外線照射や高温条件が必要になることが多く、そのため、穏やかな条件で自己修復できるコーティングの開発が切実に求められています。

研究者らは、Fe3O4ナノ粒子の光熱作用により、作製した自己修復コーティングが模擬光照射下でわずか200 sで70 °Cまで昇温し、テトラデカノールを溶融・流動させて表面欠陥を充填するのに十分であることを見出しました。3分以内にコーティング表面の穿孔や傷が速やかに修復されました。また、コーティングの濡れ性はテトラデカノールの添加割合によって調整でき、表面に豊富に存在する水酸基により、コーティング表面はより親水性になります。さらに、実際の屋外光照射下でも自己修復コーティングの自己治癒効果を検証し、その結果、93 s以内に表面の傷が修復されることが示されました。修復の前後を問わず、この新型コーティングの防食効率は99%以上を維持し、O2、H2O、Cl–の浸透を効果的に防ぐことができます。3.5 wt% NaCl溶液中に168時間浸漬した後でも、良好な安定性と保護特性を示しました。

この新型の太陽光駆動「自己修復」防食コーティング材料は、製造方法が簡単で、追加の人工的な条件を必要とせず、市販のコーティングに匹敵する防浸透・防食性能を備えており、大規模生産が実現し、さまざまな工学的防護分野に応用されることが期待されます。

前のページ

摩擦攪拌接合：鋼板などの高融点材料を低コストで接合

機械設備の金属表面補修の方法とコツ

次のページ

前のページ：

摩擦攪拌接合：鋼板などの高融点材料を低コストで接合

次のページ：

機械設備の金属表面補修の方法とコツ

関連ニュース

2026年機械加工製品紹介 武漢開明高新の専門機械設備金属表面補修ソリューション

2026-08-15

2026年機械加工の作動原理を詳解 専門機械設備の金属表面補修に関する実用知識

2026-07-31

2026年機械加工のよくある問題を徹底解説 工程トラブルの対処と効率的な最適化の実用ガイド

2026-07-16

2026年機械加工全工程の注意事項 コスト削減・品質向上・故障回避の実用ガイド

2026-07-01

2026年機械加工全業界の応用シーン総覧 金属表面補修によるコスト削減・効率向上ガイド

2026-06-16

2026年機械加工業界の最新動向 製造企業の技術アップグレードとコスト削減・効率向上を徹底解説

2026-06-01

シェアする

一覧に戻る