研究人員研發(fā)出一種摻入 ZIF-8 納米傳感器的多功能環(huán)氧 / 聚偏氟乙烯（PVDF）涂層。該體系具備自修復(fù)、防腐蝕功能，還能通過(guò)光學(xué)方式對(duì)早期腐蝕過(guò)程進(jìn)行 “自報(bào)告”（即實(shí)時(shí)反饋腐蝕跡象）。
由印度和德國(guó)科研人員組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，近日推出用于低碳鋼防腐的創(chuàng)新智能涂層系統(tǒng)。該涂層體系以環(huán)氧 / 聚偏氟乙烯（EPV，環(huán)氧與 PVDF 的復(fù)合基體縮寫(xiě)）為基體，其中摻入了兩種 ZIF-8 顆粒：一種是負(fù)載苯并三唑的顆粒（簡(jiǎn)稱(chēng) ZBT），可通過(guò)釋放緩蝕劑實(shí)現(xiàn)涂層自修復(fù)；另一種是菲咯啉修飾的顆粒（簡(jiǎn)稱(chēng) ZPH），可作為 Fe²⁺離子檢測(cè)傳感器。
實(shí)驗(yàn)表明，該涂層具有超疏水特性，接觸角最高可達(dá) 157°。通過(guò)電化學(xué)阻抗譜（一種檢測(cè)涂層防護(hù)性能的常用技術(shù)）測(cè)試發(fā)現(xiàn)，EPV/ZBT/ZPH 復(fù)合涂層展現(xiàn)出最高的涂層電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻 —— 即便在 3.5 重量 %（wt%）的氯化鈉溶液（模擬海水或工業(yè)鹽水環(huán)境）中浸泡 192 小時(shí)后，仍能保持其防護(hù)效果。此外，ZPH 修飾顆?？商峁┮曈X(jué)反饋：當(dāng)環(huán)境中出現(xiàn) Fe²⁺離子（鋼材早期腐蝕的特征離子）時(shí)，ZPH 會(huì)與之形成紅色絡(luò)合物，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腐蝕的早期檢測(cè)。
自修復(fù)效果與更高的抗剝離性
涂層中負(fù)載的苯并三唑（一種常用金屬緩蝕劑）確保了涂層在腐蝕環(huán)境下，能通過(guò) “pH 響應(yīng)型釋放”（即腐蝕區(qū)域 pH 值變化觸發(fā)緩蝕劑釋放）實(shí)現(xiàn)自修復(fù)。掃描開(kāi)爾文探針（SKP，一種表征金屬表面腐蝕電位的技術(shù)）研究證實(shí)，與傳統(tǒng)涂層體系相比，加入 ZBT 和 ZPH 顆粒后，涂層的抗分層性（涂層與鋼材基材之間剝離的抵抗能力）得到顯著提升。
這種涂層方案整合了 “防腐蝕、自修復(fù)、視覺(jué)自報(bào)告” 三大功能，提供了一種多功能解決方案，非常適用于對(duì) “耐久性” 和 “狀態(tài)監(jiān)測(cè)” 均有嚴(yán)格要求的苛刻工業(yè)環(huán)境（如海洋工程、石油化工、橋梁鋼結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域）。
文獻(xiàn)來(lái)源：Chavhan, J.等，《采用ZIF-8納米傳感器的多功能環(huán)氧/PVDF智能涂層在低碳鋼防腐中的應(yīng)用：合成與性能研究》，有機(jī)涂層進(jìn)展203卷，109198（2025年）
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