金属腐蚀是金属设备失效的主要原因之一，每年给世界各国带来巨大的经济损失，因此，加强金属的防腐研究尤为必要。将防腐涂料涂覆在金属表面形成保护层是目前防止金属腐蚀的一种有效手段，但是在制备涂料的过程中往往会不可避免的使用溶剂，其挥发易引发涂层形成微孔等缺陷。另外，常规涂层由于较弱的分子间作用力和较高的玻璃化转变温度，使其不具备在常温下对受损涂层进行自动修复的能力，导致涂层的保护效能不足，严重影响了金属的使用寿命。

  基于此，华南农业大学材料与能源学院杨卓鸿教授团队受含羞草应激闭合机制启发，以苯乙烯为稀释剂、环氧乙烯基酯树脂为主体树脂、木质素和吡啶衍生物改性的氧化石墨烯为填料，采用热聚合方式制备了对腐蚀产物亚铁离子具有常温响应的智能防腐涂层。在此过程中稀释剂苯乙烯参与自由基聚合反应，有效避免了溶剂的挥发，而且制备过程绿色环保、无污染。此工作以《Mimosa inspired intelligent anti-corrosive composite coating by incorporating lignin and pyridine derivatives grafted graphene oxide》为题，发表在了中科院一区Top期刊《Chemical Engineering Journal》上（IF=15.1），华南农业大学材料与能源学院的博士、博士后徐长安为文章第一作者，杨卓鸿教授为文章主要通讯，胡洋副教授和广东工业大学陈旭东教授为文章共同通讯。 

【氧化石墨烯复合涂料的制备】

图2. TDD（1）和ABL（2）对GO的改性过程以及复合涂层的制备（3）

【吡啶基团与亚铁离子的络合反应】

图3. 触摸含羞草的应激过程（1）；在亚铁离子刺激下吡啶结构的闭合机制（2）和理论计算模型（3）；ATGO在去离子水中的分散现象（4）；向ATGO分散液中加入亚铁离子后的现象（5）；ATGO和亚铁离子络合物的元素分析（6）

【涂层防腐性能】

图4. CM（1-3）、GO-CM（4-6）、TGO-CM（7-9）和ATGO-CM（10-12）在3.5wt%盐水中浸泡100天期间的Bode、相角和Nyquist图

【涂层划痕实验】

图5. ATGO-CM涂层划痕处腐蚀产物的XPS（1）和N1s的分峰拟合图（2）；在3.5wt%盐水中浸泡3天后，CM（3）、GO-CM（4）、TGO-CM（5）和ATGO-CM涂层在划痕处的形貌

【涂层智能防腐机理】

图6. 受损涂层对金属的保护机制

  原文链接: https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149316