MXene-PDMS复合涂层

防腐同时原位损伤监测

在提供长效腐蚀防护的同时，利用光声效应主动监测结构表面微裂纹，实现涂层功能一体化。

Li, Jiapu · Shengjiang, Yang · Wu, Yuliang · Zefeng, Yan · Dacheng, Pi · Xiao, Zhuohua · Ying, Zeng · 傅雪蕾 · 桂鑫 · Jin, Huihui · 何大平 · Yi, Guo · Xue, Yang · 王臣 · 沈孟 · Yao, Kui · Yang, Xiaoyu · 李政颖 · ORecord 科技单元

Composites Part B: Engineering 2026

参数信息

最小可检测缺陷

0.5 mm

缺陷定位准确率

97.4 %

技术优势

原位自监测裂纹

嵌入涂层的光纤脉冲激发MXene产生光声超声Lamb波，可直接检测出小至0.5 mm的表面缺陷，无需拆卸部件或外贴传感器。

定位精度接近绝对

多点同步超声激发与Lamb波分析可将缺陷位置锁定在97.4%的准确率，极大降低误报和漏检。

耐氢氟酸腐蚀

XPS、电化学测试与第一性原理计算证实，MXene在氢氟酸中长期稳定，归因于其层状迷宫效应和强Ti–C键，从而赋予涂层极端化学条件下的防护能力。

应用场景

• 防腐涂层：提供兼具主动损伤监测的涂层，补足传统被动防腐无法感知腐蚀萌生的短板。
• 结构健康监测：通过嵌入光纤激发Lamb波原位检测微裂纹，替代外贴传感器和定期停机检测。
• 航空航天复合材料：适用于航空复合材料表面的长效防腐与飞行期间的结构完整性实时监测。
• 智能防护材料：在同一材料体系内实现“防护+感知”功能一体，无需额外传感网络。