金屬腐蝕問題遍及電力、能源、交通、工程等眾多領域，給國民經濟造成巨大損失，對重大工程帶來安全隱患。由于其操作簡單、成本低、應用范圍廣，涂層技術是金屬腐蝕防護的有效方法。然而，涂層中的裂紋和微孔等缺陷限制了長效防腐性能。因此，僅依靠物理阻隔的被動防腐涂層難以滿足苛刻環境下金屬的長期服役需求。具有主動/被動防腐功能的自修復涂層是實現金屬表面長效防護的理想選擇。
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Ti3C2Tx MXene等。區別于其它二維材料，MXene因其可控表面化學特性、化學組成多樣性（多種類MXene、非晶MXene及高熵MXene）、類金屬導電性（高于GO）、強NIR吸收能力和高光熱轉換效率、表面氧化納米顆粒增強效應、低摩擦系數及長磨損壽命，在金屬表面防護領域具有潛在應用價值。
因此，結合MXene被動阻隔特性可構建具有主動防護功能的自修復復合涂層。在前期報道自修復MXene復合涂層研究基礎上，系統總結高性能自修復MXene復合涂層的構建方法和分析自修復機制，對推動MXene在金屬表面防護領域應用具有重要意義。
基于前期基礎，系統總結了目前MXene自修復涂層設計策略及修復機制，近期在膠體界面國際權威期刊《Advances in Colloid and Interface Science》發表“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環境與化學工程學院研究生馬曉晴，通訊作者曹懷杰。
圖1 自修復涂層
圖2 MXene組成、結構及防腐/耐磨性質
圖3自修復MXene復合涂層發展
圖4 自修復MXene復合防腐涂層設計策略
表1涂層自修效率量化評價
表2 MXene涂層自修復過程表征策略
論文鏈接：http://doi.org/10.1016/j.cis.2024.103340
作者簡介
馬曉晴：上海電力大學環境與化學工程學院2023級碩士研究生，導師曹懷杰。研究方向為MXene復合防腐涂層。以第一作者發表SCI論文2篇，獲研究生國家獎學金、2024年第十七屆全國節能減排社會實踐與科技競賽一等獎、中國國際大學生創新大賽（2024）上海賽區銀獎、2024年第十四屆“挑戰杯”上海市大學生創業計劃競賽銅獎、2024年 “中天科技杯”第一屆上海市大學生節能減排社會實踐與科技競賽一等獎、2024年第十一屆上海市大學生新材料創新創意大賽一等獎、2024年上海市“熹賈杯”最具商業化潛力大賽一等獎。
