从跨海大桥到深水钻井平台，从海上风电到海底管线，海洋工程装备的腐蚀防护始终是道绕不过去的坎，海水中的氯离子、溶解氧和微生物形成的严苛环境，让金属结构的腐蚀速度远高于陆地。

但近期海洋防腐领域，又传来一件令人欣喜的消息，海洋环境腐蚀与生物污损实验室、海洋关键材料全国重点实验室侯保荣院士团队，联合浙江大学衢州研究院，近期在这一领域拿出了一套新解法。

单一材料的“死穴”

水性环氧涂层因为低挥发性有机物排放和强附着力，近年来成为金属防腐领域的主流选择。但行业长期面临一个尴尬局面：涂层固化过程中不可避免会产生微孔和微裂纹，水分子、氯离子和氧气顺着这些通道渗透到金属基底，涂层便提前失效。

二维材料如MXene曾被寄予厚望，它的高长径比理论上能形成物理屏障，阻挡腐蚀介质的入侵，但在实际应用中，MXene容易发生片层堆叠和团聚，分散性会大打折扣，更棘手的是，由于材料本身的导电性过高，反而可能诱发电偶腐蚀——单一组分路线的天花板清晰可见。

零维与二维的“握手”

研究团队的突破在于，他们没有继续在单一材料上修补，而是将零维的石墨烯量子点原位锚定在二维MXene纳米片表面。两种维度材料通过界面工程构筑成GQDs@MXene异质结构，之间形成的强耦合化学键起到了两个关键作用：优化了电子结构分布，同时抑制了MXene在水性体系中的本征氧化失活。单一MXene填料长期稳定性不足的瓶颈因此得到解决。

这项成果已发表于腐蚀领域国际期刊《Corrosion Science》。论文第一作者为中国科学院海洋研究所博士研究生胡钊，通讯作者为侯保荣院士、张瑞永研究员及浙江大学衢州研究院彭显云副研究员。据悉，本研究还获得了国家重点研发计划及国家自然科学基金等项目的支持。

双重防护机制解析

研究团队还在防腐机制层面设置了双重保障。高长径比的MXene片层在涂层基体中形成迂曲的“迷宫效应”物理屏障，这就大幅延长了腐蚀介质的扩散路径。与此同时，GQDs提供的丰富含氧官能团可以化学吸附并中和渗入涂层的氯离子。

从化学层面延缓基底腐蚀的萌生，实现了物理与化学双重防护的有机耦合，由此赋予了GQD/MXene/EP防腐水性涂层优异的长效屏障性能。据研究团队的电化学评估表明，增强环氧涂层具有优异的防腐蚀能力和长期耐腐蚀性，低频阻抗模数高达1.20×10^⁹Ω·cm²，腐蚀电流密度低至4.74 × 10⁻¹³ A·cm⁻²，浸泡45天后，其表现优于纯净环氧树脂和MXene替代品。这项工作提供了一种可扩展的纳米混合设计策略，为开发适合海洋应用的高性能防腐蚀涂层提供了很好的思路。

从实验室到“大国重器”

资料显示，侯保荣院士现任中国腐蚀与防护学会名誉理事长、国家海洋腐蚀防护工程技术研究中心主任，他是我国海洋腐蚀与防护学科学术带头人之一，作为首席科学家承担“十一五”、“十二五”国家科技支撑计划等多项国家重大任务。

他创建和发展了我国的海洋腐蚀理论体系，研发的复层矿脂包覆防腐技术 (PTC) 和氧化聚合包覆防腐技术 (OTC) 开辟了我国海洋钢铁设施防护的新路径。这些技术在海南文昌卫星发射中心、“天眼”FAST工程、南海岛礁等100余项国家重大工程得到了成功应用。

这次在纳米复合涂层上的进展，为船舶与海洋工程、油气管道、轨道交通及基础设施防护提供了新的材料设计思路，低添加量、高耐久、绿色环保——如果规模化应用顺利推进，海洋装备的防腐成本和维护周期都有望得到实质性优化。