金属腐蚀问题遍及电力、能源、交通、工程等众多领域，给国民经济造成巨大损失，对重大工程带来安全隐患。由于其操作简单、成本低、应用范围广，涂层技术是金属腐蚀防护的有效方法。然而，涂层中的裂纹和微孔等缺陷限制了长效防腐性能。因此，仅依靠物理阻隔的被动防腐涂层难以满足苛刻环境下金属的长期服役需求。具有主动/被动防腐功能的自修复涂层是实现金属表面长效防护的理想选择。
二维（2D）纳米材料已被广泛用于提高涂层的防腐性能，如石墨烯、石墨烯衍生物、二硫化钼（MoS2）、氮化硼（BN）、层状双氢氧化物（LDH）和Ti3C2Tx MXene等。区别于其它二维材料，MXene因其可控表面化学特性、化学组成多样性（多种类MXene、非晶MXene及高熵MXene）、类金属导电性（高于GO）、强NIR吸收能力和高光热转换效率、表面氧化纳米颗粒增强效应、低摩擦系数及长磨损寿命，在金属表面防护领域具有潜在应用价值。
因此，结合MXene被动阻隔特性可构建具有主动防护功能的自修复复合涂层。在前期报道自修复MXene复合涂层研究基础上，系统总结高性能自修复MXene复合涂层的构建方法和分析自修复机制，对推动MXene在金属表面防护领域应用具有重要意义。
基于前期基础，系统总结了目前MXene自修复涂层设计策略及修复机制，近期在胶体界面国际权威期刊《Advances in Colloid and Interface Science》发表“Toward self-healing two dimensional MXene coatings for corrosion protection on metals: Design strategies and mechanisms ”综述论文。论文第一作者是上海电力大学环境与化学工程学院研究生马晓晴，通讯作者曹怀杰。
图1 自修复涂层
图2 MXene组成、结构及防腐/耐磨性质
图3自修复MXene复合涂层发展
图4 自修复MXene复合防腐涂层设计策略
表1涂层自修效率量化评价
表2 MXene涂层自修复过程表征策略
论文链接：http://doi.org/10.1016/j.cis.2024.103340
作者简介
马晓晴：上海电力大学环境与化学工程学院2023级硕士研究生，导师曹怀杰。研究方向为MXene复合防腐涂层。以第一作者发表SCI论文2篇，获研究生国家奖学金、2024年第十七届全国节能减排社会实践与科技竞赛一等奖、中国国际大学生创新大赛（2024）上海赛区银奖、2024年第十四届“挑战杯”上海市大学生创业计划竞赛铜奖、2024年 “中天科技杯”第一届上海市大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖、2024年第十一届上海市大学生新材料创新创意大赛一等奖、2024年上海市“熹贾杯”最具商业化潜力大赛一等奖。
