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  金屬腐蝕問題遍及電力、能源、交通、工程等眾多領(lǐng)域，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，對(duì)重大工程帶來安全隱患。由于其操作簡(jiǎn)單、成本低、應(yīng)用范圍廣，涂層技術(shù)是金屬腐蝕防護(hù)的有效方法。然而，涂層中的裂紋和微孔等缺陷限制了長(zhǎng)效防腐性能。因此，僅依靠物理阻隔的被動(dòng)防腐涂層難以滿足苛刻環(huán)境下金屬的長(zhǎng)期服役需求。具有主動(dòng)/被動(dòng)防腐功能的自修復(fù)涂層是實(shí)現(xiàn)金屬表面長(zhǎng)效防護(hù)的理想選擇。

  二維（2D）納米材料已被廣泛用于提高涂層的防腐性能，如石墨烯、石墨烯衍生物、二硫化鉬（MoS₂）、氮化硼（BN）、層狀雙氫氧化物（LDH）和Ti₃C₂T_x MXene等。區(qū)別于其它二維材料，MXene因其可控表面化學(xué)特性、化學(xué)組成多樣性（多種類MXene、非晶MXene及高熵MXene）、類金屬導(dǎo)電性（高于GO）、強(qiáng)NIR吸收能力和高光熱轉(zhuǎn)換效率、表面氧化納米顆粒增強(qiáng)效應(yīng)、低摩擦系數(shù)及長(zhǎng)磨損壽命，在金屬表面防護(hù)領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

  因此，結(jié)合MXene被動(dòng)阻隔特性可構(gòu)建具有主動(dòng)防護(hù)功能的自修復(fù)復(fù)合涂層。在前期報(bào)道自修復(fù)MXene復(fù)合涂層研究基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)高性能自修復(fù)MXene復(fù)合涂層的構(gòu)建方法和分析自修復(fù)機(jī)制，對(duì)推動(dòng)MXene在金屬表面防護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用具有重要意義。

  基于前期基礎(chǔ)，系統(tǒng)總結(jié)了目前MXene自修復(fù)涂層設(shè)計(jì)策略及修復(fù)機(jī)制，近期在膠體界面國(guó)際權(quán)威期刊《Advances in Colloid and Interface Science》發(fā)表“Toward self-healing two dimensional MXene coatings for corrosion protection on metals: Design strategies and mechanisms ”綜述論文。論文第一作者是上海電力大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院研究生馬曉晴，通訊作者曹懷杰。

圖1 自修復(fù)涂層

圖2 MXene組成、結(jié)構(gòu)及防腐/耐磨性質(zhì)

圖3自修復(fù)MXene復(fù)合涂層發(fā)展

圖4 自修復(fù)MXene復(fù)合防腐涂層設(shè)計(jì)策略

表1涂層自修效率量化評(píng)價(jià)

表2 MXene涂層自修復(fù)過程表征策略

  論文鏈接：http://doi.org/10.1016/j.cis.2024.103340

作者簡(jiǎn)介

  馬曉晴：上海電力大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院2023級(jí)碩士研究生，導(dǎo)師曹懷杰。研究方向?yàn)?/span>MXene復(fù)合防腐涂層。以第一作者發(fā)表SCI論文2篇，獲研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、2024年第十七屆全國(guó)節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽（2024）上海賽區(qū)銀獎(jiǎng)、2024年第十四屆“挑戰(zhàn)杯”上海市大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽銅獎(jiǎng)、2024年 “中天科技杯”第一屆上海市大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、2024年第十一屆上海市大學(xué)生新材料創(chuàng)新創(chuàng)意大賽一等獎(jiǎng)、2024年上海市“熹賈杯”最具商業(yè)化潛力大賽一等獎(jiǎng)。