哈尔滨工业大学吴彦超教授团队发表在Journal of Materials Chemistry A的文章。该研究通过将二维层状纳米材料（MBT@PLDH）分散于有机硅改性环氧树脂（SiEP）中，成功制备出一种兼具光热转换、自修复、防污及防腐多功能特性的新型环氧复合涂层（SiEP-MBT@PLDH）。该涂层（SiEP-MBT@PLDH）的自修复性能源于 MBT@PLDH 纳米片的光热效应，以及升温条件下SiEP基体的动态可逆流动特性，使其在近红外（NIR）光照射下可实现划痕闭合。其优异的防污性能得益于SiEP的低表面能特性，结合缓释防污剂MBT的协同作用，能够有效抑制蛋白质吸附、细菌定植及藻类附着。该研究为环氧树脂的功能改性提供了一种新颖策略。

海洋腐蚀与生物污损构成重大挑战，尤其对造船工业及海上设施而言。相关经济损失据估计每年高达约2.5万亿美元。海洋腐蚀指金属在海水中的腐蚀因子作用下发生的腐蚀现象，会显著缩短金属的服役寿命。生物污损会增加船舶的流体动力阻力，附着生物在表面定殖与增殖时还会引发生物腐蚀。海洋腐蚀与生物污损之间存在相互依存关系，因此单一防护手段难以实现全面防护。      

有机涂层作为所有防护形式中经济有效的方法，在提供全面防护方面仍面临挑战。由于海洋砾石磨损及清洗作业，这类涂层会产生微裂纹。这些微裂纹会成为新的腐蚀萌生位点，加速涂层失效。引入自修复功能可实现裂纹的即时封堵与修复，有效维持涂层完整性，延长金属服役寿命⁶。在生物污损严重、高盐度、高压强的复杂苛刻海洋环境中，传统单功能防护涂层已难以满足日益严苛的金属防护需求。因此，开发自修复 - 防污 - 防腐一体化涂层（SAACs）具有迫切性。

图1（a）仿生海星形态抗污防腐自愈机理设计示意图。（b）仿生海星SiEP-MBT@PLDH的抗污机理、（c）抗腐蚀机理和（d）自愈机理。（e）SiEPMBT@ PLDH的合成工艺

该研究通过有机硅改性与 MBT@PLDH 复合改性策略，设计制备了一种兼具光热自修复、防污及防腐多功能特性的环氧树脂基复合涂层（SiEP-MBT@PLDH）。MBT@PLDH 赋予 SiEP-MBT@PLDH 快速光热响应性能，使其在 40 ℃下即可转变为高弹态，进而实现划痕高效修复。

此外，MBT@PLDH 可有效抑制微相分离现象，强化有机硅与环氧树脂间的界面结合力，提升 SiEP-MBT@PLDH 的韧性。该涂层具有低表面自由能（36.81 mJ・m⁻²）与高水接触角（86.28°），防污性能优异，对细菌与藻类的抑制率分别达 86.15% 和 94.63%。当 MBT@PLDH 添加量为 5% 时，可在涂层内部构建有效的防腐屏障，其在 3.5 wt% NaCl 溶液中浸泡 70 天后，低频阻抗模量（|Z|₀.₀₁）仍保持在 3.63×10⁹Ω・cm²。对于存在划痕的 SiEP-MBT@PLDH 涂层，经近红外光照射 1 h 后，其 | Z|₀.₀₁值从 8.2×10³ Ω・cm² 提升至 5.97×10⁵ Ω・cm²，且在 12 h 测试周期内维持稳定。SiEP-MBT@PLDH 可实现 MBT 的可控释放，且 MBT 能在划痕区域富集，有效抑制腐蚀介质扩散。

该研究成功制备了自修复-防污-防腐一体化涂层，为环氧树脂的功能改性提供了新颖设计思路，具有重要的实际应用价值。