別慌，我自帶“液體創可貼”！

鄧龍

北京航空材料研究院

什么是涂層？它是一種為了防護、絕緣、裝飾等目的，涂布于金屬、織物、塑料等基體上的塑料薄層，我們可以在木質家具光滑的表面上找到它。

人們常用“塑料情”來形容一種看著親密卻虛假的感覺，然而，在涂層的“世界”里，只要有物質，“感情”就一定真實。分子A和B素不相識，自顧自地做著自由運動，卻因為一場意外來到了彼此的身邊。隨著氣氛逐漸熱烈，現實的阻礙逐漸減少，終于，分子A和B只剩下了彼此，高分子的羈絆只要開始，就絕不停止。就這樣，他們筑起了“愛的堡壘”，堅不可摧。

人們往往驚嘆于愛情長跑的偉大，而涂層的“愛情故事”，4000年前就開始了。它曾漂洋過海，“佇足”在法老的門外，還登上過女王的梳妝臺，直到高分子物理、高分子化學的問世，這項技術才被引入科學的殿堂，從只有少數人消費的奢侈品變成了人們日常生產、生活中的必需品。

涂層幫助鋁合金、鋼材、鎂合金等基材穿上特有“工裝”，從而起到保護的作用，那涂層是如何生效的呢？兩點之間，直線最短，而涂層就是讓產生腐蝕的物質走最遠的路。如果存在外力直接劃破了這層“工裝”，讓基材直面腐蝕，怎么辦？打磨掉從頭開 始？

別慌，自修復涂層自帶“液體創可貼”。作為升級款，自修復涂層在受到外力破壞時，會智能感應到被破壞的區域，釋放出可與原涂層緊密結合的物質，自動修復創口。修復創口的“液體創可貼”包括微膠囊型和微脈管型。

那什么是微膠囊呢？這是一種極小的，利用不同相的外殼包圍核心物質的類膠囊小顆粒。一顆市面上最大的微膠囊的體積乘以5000，就是常見的頭孢膠囊大小，這個比例相當于人和兩頭藍鯨的體重之比。

那么自修復如何實現呢？這又是另外一段“愛情故事”了。分子C和分子D此前從未知道它們就住隔壁，各自過著快樂的單身生活。突然有一天，一股神秘的力量打破了屏障，高分子的羈絆就這樣開始，修復工作就這樣順利完成了。

但是當創口過大，附近的微膠囊所含有的材料不足以完成創口修復，遠處的膠囊也只能“望洋興嘆”了。這就暴露了微膠囊型自修復涂層的固有缺陷，即域限性缺陷。而基于微脈管的自修復涂層可以完美解決這個問題，這類涂層應用于中空玻璃纖維封裝修復材料，其較長的一維結構使它可以封裝更多的修復材料，可以完整修復毫米級的創 傷。

現實中，我們平常使用的創可貼具有止血和抗污屏障的作用，還可以提供“你已受傷”的信息。對應地，只要在自修復涂層中加入一些隨環境變化而變色的物質，涂層在受到傷害后就會發出熒光信號，這也就是自修復涂層的自預警功能。該功能可以大幅減少苛刻環境下服役涂層的檢查成本。

既然涂層的職責是保護，那么它和基材的服役周期就緊密相關。傳統涂層的使用周期只包括自保護和損傷失效的過程，而當自修復涂層工作時，它的周期就遠不止于此。原本的損傷會觸發自預警功能，緊接著自修復過程開啟新的涂層服役階段，直至其退化重建。可見，新型涂層研制最大的難點就在于智能化和涂層服役可控性，即研制出可靠性更佳的材料。