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上海電力大學曹懷杰《Prog. Org. Coat.》：二維材料復合防腐涂層取向調控與表征策略綜述

2023-06-05 14:28:35 作者：高分子科學前沿來源：高分子科學前沿分享至：

聚合物涂層是金屬表面常用防腐涂層，而涂層固化形成的微孔缺陷，為腐蝕介質離子提供擴散通道，制約著其長效性能。二維納米材料由于優異阻隔性能，能夠作為填充材料提高涂層的耐蝕性能。目前研究表明，高取向二維材料分布能夠最大化其阻隔性能。然而，復合涂層中二維材料取向調控及表征可視化，仍存在挑戰，制約著高性能防腐涂層設計。

上海電力大學曹懷杰近年來圍繞高性能防腐涂層方面開展研究。基于團隊在MXene復合涂層（Compos. Part B 2022, 228, 109427; Surf. Coat. Technol. 2023, 463, 129551; Diam. Relat. Mater. 2021, 118, 108504）、碳基涂層（Surf. Coat. Technol. 2022, 449, 128952; Surf. Coat. Technol. 2022, 445, 128709）及超疏水防護涂層（Prog. Org. Coat. 2023, 177, 107446; Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 2022, 652, 129893; J. Colloid Interface Sci. 2021, 598, 483-491）方面的研究基礎，近期在《Progress in Organic Coatings》期刊發表“Orientation control and characterization strategies towards developing 2D materials-based composite coatings for corrosion protection on metals: Progresses and challenges”綜述論文。

在該綜述中，作者首先簡要介紹了二維材料薄膜的耐蝕性以及二維納米片在復合涂層中的取向分布對防腐性能的影響。其次，總結了復合涂層中二維納米片取向調控策略，包括外加磁場、旋涂、自組裝及電沉積，詳細討論了這些方法的優缺點，從而為未來高取向二維材料復合涂層設計提供指導。隨后對二維材料在復合涂層的取向分布表征方法進行了總結，包括SEM、TEM、共聚焦熒光顯微鏡、偏振拉曼法、小角和廣角X射線散射（SAXS/WAXS）、XRD等，對各種方法的基本原理及優缺點進行了討論。此外，結合近幾年相關研究，著重總結了二維材料取向分布對復合涂層防腐性能影響的研究進展和機理。最后，展望了二維材料復合防腐涂層在結構設計和表征方面的挑戰，并討論了未來的發展。論文第一作者是上海電力大學環境與化學工程學院2022級碩士生王天歌，通訊作者曹懷杰。