За пределами традиционных покрытий: обзор функциональных и интеллектуальных покрытий, получаемых методом термического напыления

Термическое напыление применяется уже более века и за это время было значительно усовершенствовано и оптимизировано. В настоящее время оно стало надежным и экономически эффективным методом нанесения толстых покрытий с использованием широкого разнообразия исходных материалов и подложек. Покрытия, получаемые методом термического напыления, успешно применяются в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и производство электроэнергии, став важнейшим компонентом современной промышленности. Для расширения традиционных возможностей этих покрытий в них интегрируются новые функциональные свойства и согласованные отклики, что открывает направление функциональных и интеллектуальных покрытий. Цель данной работы — представить всесторонний обзор современного состояния функциональных и интеллектуальных покрытий, получаемых методом термического напыления. Сначала будут описаны различные технологии термического напыления с акцентом на то, каким образом разные методы обеспечивают термическую и кинетическую энергию, необходимую для формирования покрытия. Также будет рассмотрена среда, воздействию которой подвергаются частицы исходного материала, с точки зрения температуры и скорости. Далее будет представлен обзор передовых функциональных и интеллектуальных покрытий, нанесенных с использованием технологий термического напыления; затем последует обсуждение принципов, на которых основано проектирование покрытий, и эффективности их функционирования; наконец, будут описаны успешные существующие и потенциальные применения. Присущая функциональным и интеллектуальным покрытиям, получаемым методом термического напыления, гибкость проектирования используется для изучения новых перспективных возможностей во множестве областей. К числу применений относятся, помимо прочего, предотвращение бактериального загрязнения и инфекций в гигиенически значимых условиях. В этой области термическое напыление применяется для эффективного нанесения антимикробных соединений на медицинскую мебель и оборудование, а также для разработки биоцидных и биосовместимых покрытий для протезных имплантатов. Прикрепление твердых и мягких обрастателей, таких как водоросли или моллюски, представляет значительную проблему для любых морских или пресноводных сооружений...