Nacre‐Inspired Metal‐Organic Framework Coatings Reinforced by Multiscale Hierarchical Cross‐linking for Integrated Antifouling and Anti‐Microbial Corrosion

生物污染 材料科学 腐蚀 结垢 涂层 韧性 阴极保护 生物高聚物 纳米技术 复合材料 聚合物 电化学 生物 遗传学 化学 电极 物理化学
作者
Zhiqun Yu,Xiangyu Li,Xianghong Li,Borui Zheng,Dianzhong Li,Dake Xu,Fuhui Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (47) 被引量:107
标识
DOI:10.1002/adfm.202305995
摘要

Abstract A long‐standing quest in marine materials science has been the development of tough and effective antifouling coatings for diverse surface protection. However, most commercial coatings are severely limited by poor mechanical behavior and unsustainable passive biocidal effect, leading to irreversible marine biofouling and even microbiologically influenced corrosion (MIC). Herein, inspired by the amorphous/crystalline feature within nacreous platelets, a mechanically robust antifouling coating composed of biopolymer‐based hydrogel and dense metal‐organic frameworks (MOFs) is developed. Tailoring the cross‐linked networks across multiscale interfaces can furnish strength, dissipate strain, and improve toughness of the building blocks, resulting in a firm and scalable configuration on various substrates regardless of material category and surface topology. The resultant coating as a suitable reservoir exhibits a unique active defensive behavior of intelligent MOF degradation or drug release, enabling a groundbreaking performance for broad‐spectrum biofouling and corrosion control. Notably, neither attachment of marine organisms nor MIC of metal substrates is observed and aggravated during the prolonged testing process in complex biological environments. This study provides distinctive insights into the underlying multimechanisms of comprehensive anti‐fouling‐corrosion and pioneer a rational strategy to design next‐generation reliable MOFs‐derived coatings in marine environments.
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