二氧化矽是最複雜和最豐富的材料家族之一，作為合成産品和多種礦物質的化合物存在。第一個商業級表面改性二氧化矽納米粒子于2002年投入市場，通過改性溶膠-凝膠工藝引入環氧樹脂中，具有非常窄的粒度分布。基體表面生成了許多Metal-O-Si鍵，不僅增加了良好的物理阻隔效果，而且提高了塗層與基體之間的附着力。二氧化矽具有固有的強硬度和耐化學品性和變質特性，使得納米矽塗料中的顆粒，以改善各種性能，例如模量、剛度、韌性、抗劃傷性和防腐性。人們分别在純環氧樹脂和 130 nm SiO 2 /epoxy 塗層的表面施加 0.5 kg 的載荷，結果表明，與 SiO 2 /epoxy 塗層相比，環氧塗層的壓痕明顯大，硬度有所提高近 40%。維氏硬度的提高可能是由于納米SiO 2進入塗層的強硬度顯着影響了形貌，區域粗糙度參數S a從16到329納米。這進一步影響了WCA的表面疏水性從84.6°到94.2°。受表面粗糙度影響的疏水性可能是由于表面和水滴之間的滞留空氣，這可以通過創建微/納米結構來最小化接觸面積。改進的疏水性導緻納米矽環氧樹脂塗層具有增強的防腐效果。

塗層的疏水性在防腐中起着關鍵作用，因此改性納米矽使納米塗層具有超疏水性并改善相容性，可以顯着提高納米塗層的耐腐蝕性。比較了不同納米矽基塗層系統的性能，例如電沉積低聚苯胺改性二氧化矽環氧樹脂塗層 (EM-SiO 2 ) 和電沉積純二氧化矽塗層環氧樹脂 (E-SiO 2 )。EM-SiO 2塗層表現出超疏水性，WCA為 167°，而 E-SiO 2表現出疏水性，WCA 為 143.5° 。超疏水性可以有效地抑制腐蝕介質的擴散，因此與E-SiO 2相比，EM-SiO 2塗層表現出更好的防腐蝕性能。人們還比較了EM-SiO 2與溶膠-凝膠低聚苯胺改性二氧化矽/環氧塗層（M-SiO 2）的性能，其中EM-SiO 2表現出更好的疏水性和防腐性能。這可能是由于大多數通過溶膠-凝膠法獲得的二氧化矽塗層表面粗糙度較低，嚴重限制了塗層的厚度，因此預處理塗層的物理屏障較弱。

常規塗層一旦損壞就沒有保護作用，保護隻持續到第一次損壞。自修複塗層具有自身或在一些外部刺激下修複持續損傷的内部能力，由于其為金屬表面的劃痕提供反饋主動修複能力以提供長期保護，因此正處于發展趨勢。将全氟辛基三乙氧基矽烷-脲-甲醛（POT-UF）殼、乙醇胺-聚苯乙烯（ETA-PS）殼或二乙醇胺-聚苯乙烯（DEA-PS）殼等自修複微膠囊引入改性納米二氧化矽環氧樹脂納米塗層的小組報告了提高塗層的防腐性能。在所有三個系統中，POT-UF殼微膠囊由于擴散路徑長度的增加以及塗層的透氧性降低而表現出最好的防腐蝕效果。其他方法，例如使用納米容器、自修複添加劑、逐層沉積等也可以獲得自修複納米塗層。疏水塗層不穩定，容易失去抗水能力。因此，結合超親水行為的自修複塗層由于其長期保護性能而很有前景。

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