目前金屬及其合金的腐蝕作為工業領域的關鍵問題會造成巨大的經濟損失以及安全和環境危害。有機涂層作為防腐的主要策略之一，可以提供強大的屏障，防止腐蝕性介質滲透。然而，在制造和應用過程中有機涂層容易受到機械攻擊或環境退化引起損壞；一旦阻擋層損壞，腐蝕劑容易穿透涂層缺陷，會導致下層金屬表面腐蝕。智能防腐涂層是自身能夠感知和獲取外界信息，繼而改變自身的結構和性能以響應外界環境的變化（如熱、光、磁場和pH值或腐蝕電位的變化）

，從而實現自調節、自適應、自修復等類似于生物的特殊功能的防腐涂層材料。開發新型智能防腐涂層，防止和減緩腐蝕，對建設節約環保型社會具有重要的意義。

在金屬表面受到外界損傷后納米智能防腐涂層可以自動修復，恢復原有的性能和功能。智能涂層防腐涂層有自主型智能和非自主型兩種。自主型智能防腐涂層成本通常較高，具有自主感知、自動修復和自我保護功能。非自主型智能防腐涂層的應用技術較為成熟，常采用無毒、環保的材料制成，在外界的觸發或者刺激下發揮智能功能，具有長效的防腐性能，可以在不同惡劣的環境下使用。非自主智能防腐涂料中含有特殊的官能團，能感知外界光、溫度、或酸堿度等變化，并通過一系列物理、化學等反應來修復涂層。納米智能防腐涂層有pH響應型、離子響應型、光和熱響應型和腐蝕電位響應等不同的響應機制。

圖1　智能防腐涂層主動保護機制

在不同金屬表面有不同的納米復合智能防腐涂層研究。

聚合物涂層廣泛應用于碳鋼的防腐，然而在長期暴露于腐蝕性介質時，很容易產生氣孔和微米裂紋，腐蝕性物質滲入基體表面，從而導致涂層失效。開發自修復涂層可以提供物理屏障，在發生腐蝕時提供活性防腐性能。自修復涂層有表現物理屏障的有機涂層和裝載有緩蝕劑分子的納米容器。一旦腐蝕發生，納米容器可以對環境變化（如 pH、機械感應、侵蝕性離子、腐蝕微區周圍的光照射做出反應），釋放預載緩蝕劑以阻止進一步腐蝕。因此，用于封裝緩蝕劑的納米容器的設計在制備自修復涂層中起著重要作用。

鋁合金是繼鋼之后的第二大金屬材料，各種合金化元素被添加到鋁中以改善機械性能和熱穩定性，但這容易形成異質結構。由富鋁基體相和次級相之間的電勢差引起的電偶相互作用，能引發局部腐蝕。基于鉻酸鹽轉化涂層（CCCs）相同的理念設計的自修復防腐涂層能夠對涂層內部缺陷提供自主響應，并通過各種化學或物理方法進行自我修復，從而保持涂層的完整性，恢復防腐功能，防止涂層快速失效。一旦腐蝕性物質穿透屏障防御并引發局部腐蝕，智能納米容器將在腐蝕條件下自動響應環境變化并提供反饋以釋放截留的腐蝕抑制劑，吸附在金屬表面，從而阻止腐蝕的擴散。

金屬表面納米復合智能防腐涂層作為應用納米技術和復合材料技術開發的新型防腐涂層，具有優異的防腐性能和智能功能。在未來的發展中，可以調整材料的成分和結構，以提高其耐腐蝕性、機械強度、耐磨性等方面的性能。可以通過添加特殊的納米材料或響應性聚合物等實現自修復、自清潔和自感知功能等智能控制功能的增加，從而提高涂層的維護效果和壽命。利用自修復材料和技術，可以添加具有自修復功能的聚合物、微膠囊等材料設計金屬表面納米復合智能防腐涂層，從而使涂層能夠自動修復受損的部分。利用納米傳感器或化學傳感器等技術，可以使金屬表面納米復合智能防腐涂層能夠感知和響應外部環境變化。傳感器可以檢測腐蝕性環境、溶液 pH 值或有害物質濃度等參數，然后根據傳感信號調整涂層的化學組成或釋放抗腐蝕活性物質。通過集成智能控制系統，如人工智能、物聯網等技術，可以實現對金屬表面納米復合智能防腐涂層的遠程監測和控制。通過與其它設備和系統的連接，可以實現更的功能，如遠程報警、自動檢測和保養等。隨著環保意識的增強，納米復合防腐涂層通過減少有害物質的使用、改進制備過程等手段也將更加注重環境的友好性。

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