石(shi)(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)是一(yi)種(zhong)二維納米材(cai)料，具(ju)有良好的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)、高的(de)(de)(de)長徑比及優異(yi)的(de)(de)(de)阻隔性(xing)能(neng)(neng)，近年來(lai)在有機腐(fu)蝕(shi)防護(hu)涂層(ceng)領域(yu)得到了(le)廣泛(fan)關注。然而，石(shi)(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)和涂層(ceng)基體(ti)樹脂的(de)(de)(de)界面相容(rong)性(xing)較(jiao)差，進而導(dao)致涂層(ceng)微孔、微裂紋等(deng)缺(que)陷，同時，石(shi)(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)的(de)(de)(de)高導(dao)電(dian)性(xing)可能(neng)(neng)引起電(dian)偶腐(fu)蝕(shi)也限制(zhi)了(le)其進一(yi)步應用(yong)。美(mei)國西北大學(xue)黃嘉興從(cong)電(dian)化學(xue)電(dian)位角度強調(diao)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)在腐(fu)蝕(shi)過程中做正極，會(hui)加(jia)(jia)速金屬的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。解決(jue)這一(yi)問(wen)題可采取以下應對措施：①研發(fa)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)-聚(ju)合(he)物復(fu)合(he)涂層(ceng)；② 在石(shi)(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)中添加(jia)(jia)負極材(cai)料；③實現(xian)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)烯(xi)涂層(ceng)的(de)(de)(de)自愈，抑(yi)制(zhi)局部腐(fu)蝕(shi)（Nat. Nanotechnol., 2017, 12, 834-835.）。

圖1 涂層電化學腐蝕原理及過程（來源：Nat. Nanotech.）

日前，中國科學院寧波材料技術與工程研究所海洋功能材料團隊指導的有機功能涂層小組通過絕緣封裝、表面鈍化來抑制石墨烯的腐蝕促進行為，開發出一種可自行恢復其原有的防腐作用的石墨烯改性有機涂層技術，可延長涂層使用壽命，具有巨大的經濟價值和發展空間。

該涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)采用(yong)旋涂(tu)技術，可在(zai)(zai)金(jin)屬材料表(biao)面涂(tu)覆，涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)防腐(fu)(fu)(fu)效果明(ming)顯，物理化(hua)學性(xing)(xing)能穩定。涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)修復劑采用(yong)層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)雙金(jin)屬氫氧化(hua)物（LDH）將分子(zi)體積小的(de)(de)(de)(de)可溶(rong)性(xing)(xing)導電聚合(he)物聚（3,4-乙烯(xi)二氧噻吩）-聚苯乙烯(xi)磺酸（PEDOT/PSS）固定在(zai)(zai)層(ceng)(ceng)(ceng)間，同時與石(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)進行(xing)靜電組(zu)裝(zhuang)，提高(gao)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)的(de)(de)(de)(de)靈活性(xing)(xing)與分散性(xing)(xing)。該材料的(de)(de)(de)(de)絕緣表(biao)面有效避免了石(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)-金(jin)屬基底(di)及石(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)片(pian)層(ceng)(ceng)(ceng)間接觸所引發(fa)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕促(cu)進現象，通過抑制界面處的(de)(de)(de)(de)電荷傳輸，有效提高(gao)了涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能，這將有利于實現復合(he)涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)對金(jin)屬基底(di)的(de)(de)(de)(de)長效腐(fu)(fu)(fu)蝕防護。另一(yi)方(fang)面，當涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)產生(sheng)缺(que)陷(xian)(xian)后，缺(que)陷(xian)(xian)處的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)介質滲透產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)鎂離子(zi)PEDOT/PSS發(fa)生(sheng)離子(zi)交聯，在(zai)(zai)一(yi)定程度上修補涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)缺(que)陷(xian)(xian)，阻止腐(fu)(fu)(fu)蝕反應(ying)的(de)(de)(de)(de)進一(yi)步發(fa)生(sheng)，具有一(yi)定的(de)(de)(de)(de)自修復性(xing)(xing)能。相(xiang)關工作(zuo)發(fa)表(biao)在(zai)(zai)Mater. Chem. Front., 2019, 3, 321-330，并申請了國(guo)家發(fa)明(ming)專利（CN2010050740.9）。

圖2 （a）石墨烯絕緣封裝材料制備示意圖；(b,c,d)不同涂層缺陷處的局部交流阻抗分布與(e) 修復機理

上述研究工作獲(huo)得國家杰出(chu)青年(nian)科(ke)學基金（5182550）、中(zhong)科(ke)院前沿科(ke)學研究計劃(hua)（QYZDY-SSW-JSC009）以(yi)及浙江(jiang)省自然科(ke)學基金（Y16B040008）等(deng)的資助。

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