金屬腐蝕問題遍及國民經(jīng)濟的眾多領(lǐng)域，據(jù)統(tǒng)計，我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失高達2萬億元，其中，海洋腐蝕損失約占總腐蝕損失的三分之一。防腐涂料是保障海洋工程與機械裝備安全服役的關(guān)鍵材料，但傳統(tǒng)鱗片型防腐涂料存在尺寸大、厚度高、添加量大、與樹脂基體相容性差等問題，已達到使役性能極限，在海洋苛刻環(huán)境服役過程中易出現(xiàn)開裂、剝離失效等問題，無法滿足海洋復(fù)雜環(huán)境下的防腐需求。新型二維片層納米材料因其大的比表面積、高的化學(xué)穩(wěn)定性和超強的物理阻隔等特性，成為發(fā)展海洋長效防腐涂層的關(guān)鍵材料之一。特別是通過對新型二維片層納米材料改性防腐涂層的多尺度表界面設(shè)計能夠賦予涂層特種功能，可有效提升海洋裝備的長壽命安全穩(wěn)定服役性，在海洋復(fù)雜腐蝕環(huán)境下表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所海洋關(guān)鍵材料重點實驗室苛刻環(huán)境材料耦合損傷與延壽團隊 長期致力于新型二維片層納米材料的制備、功能改性及其增強聚合物涂層在海洋苛刻環(huán)境下腐蝕防護等方面的微觀機制與工程應(yīng)用研究 。

近日，該團隊受邀在Advanced Materials 上發(fā)表了題為“2D Nanomaterials Reinforced Organic Coatings for Marine Corrosion Protection: State of the Art, Challenges, and Future Prospectives”的綜述，系統(tǒng)總結(jié)了二維納米材料增強聚合物涂層在海洋環(huán)境下腐蝕與防護的研究進展。

文中，作者簡要介紹了二維納米材料的物理化學(xué)特性及其制備策略，分析了它們在有機涂層中發(fā)揮出色腐蝕防護性能的作用機制，如物理屏蔽、自修復(fù)和陰極保護等。同時結(jié)合理論計算，從分子尺度上揭示了二維納米材料在復(fù)合涂層中發(fā)揮的防腐機制，深入探討了關(guān)鍵因素對涂層防腐性能的影響規(guī)律。最后，作者展望了二維納米材料增強聚合物防腐涂層的發(fā)展趨勢及其面臨的挑戰(zhàn)和機遇。