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  金屬腐蝕是金屬設備失效的主要原因之一，每年給世界各國帶來巨大的經濟損失，因此，加強金屬的防腐研究尤為必要。將防腐涂料涂覆在金屬表面形成保護層是目前防止金屬腐蝕的一種有效手段，但是在制備涂料的過程中往往會不可避免的使用溶劑，其揮發易引發涂層形成微孔等缺陷。另外，常規涂層由于較弱的分子間作用力和較高的玻璃化轉變溫度，使其不具備在常溫下對受損涂層進行自動修復的能力，導致涂層的保護效能不足，嚴重影響了金屬的使用壽命。

  基于此，華南農業大學材料與能源學院楊卓鴻教授團隊受含羞草應激閉合機制啟發，以苯乙烯為稀釋劑、環氧乙烯基酯樹脂為主體樹脂、木質素和吡啶衍生物改性的氧化石墨烯為填料，采用熱聚合方式制備了對腐蝕產物亞鐵離子具有常溫響應的智能防腐涂層。在此過程中稀釋劑苯乙烯參與自由基聚合反應，有效避免了溶劑的揮發，而且制備過程綠色環保、無污染。此工作以《Mimosa inspired intelligent anti-corrosive composite coating by incorporating lignin and pyridine derivatives grafted graphene oxide》為題，發表在了中科院一區Top期刊《Chemical Engineering Journal》上（IF=15.1），華南農業大學材料與能源學院的博士、博士后徐長安為文章第一作者，楊卓鴻教授為文章主要通訊，胡洋副教授和廣東工業大學陳旭東教授為文章共同通訊。 

【氧化石墨烯復合涂料的制備】

圖2. TDD（1）和ABL（2）對GO的改性過程以及復合涂層的制備（3）

【吡啶基團與亞鐵離子的絡合反應】

圖3. 觸摸含羞草的應激過程（1）；在亞鐵離子刺激下吡啶結構的閉合機制（2）和理論計算模型（3）；ATGO在去離子水中的分散現象（4）；向ATGO分散液中加入亞鐵離子后的現象（5）；ATGO和亞鐵離子絡合物的元素分析（6）

【涂層防腐性能】

圖4. CM（1-3）、GO-CM（4-6）、TGO-CM（7-9）和ATGO-CM（10-12）在3.5wt%鹽水中浸泡100天期間的Bode、相角和Nyquist圖

【涂層劃痕實驗】

圖5. ATGO-CM涂層劃痕處腐蝕產物的XPS（1）和N1s的分峰擬合圖（2）；在3.5wt%鹽水中浸泡3天后，CM（3）、GO-CM（4）、TGO-CM（5）和ATGO-CM涂層在劃痕處的形貌

【涂層智能防腐機理】

圖6. 受損涂層對金屬的保護機制

  原文鏈接: https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149316