近日，中国海洋大学陈守刚教授团队通过同轴静电纺丝实现了缓蚀剂8-羟基喹啉（8-HQ）和自修复剂亚麻籽油（LO）在聚乙烯醇（PVA）和壳聚糖（CS）壳中的包覆，记为PVA/CS@LO/8-HQ核壳纳米纤维。采用PVA/CS@LO/8-HQ纳米纤维来提高环氧涂层的高性能防腐性能。相关成果已发表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。

其防腐机理是金属表面局部pH值的变化刺激纳米纤维释放8-HQ，与铁离子螯合形成络合物。当纳米纤维出现裂纹并导致断裂时，LO被释放出来并与氧气发生反应，使纳米纤维固化，从而使裂纹自行愈合。

图2. (a) 8-HQ浓度和吸光度标准曲线；(b) 分别在pH=3、7和11时PVA/CS@LO/8-HQ纳米纤维中8-HQ释放的时间演化；(c) PVA/CS@LO/8-HQ纳米纤维的pH响应机制图

图3. (a) LO+8-HQ的优化几何构型、HOMO和LUMO轨道；(b) LO+ 8-HQ 的 ESP 映射分子 vdW 表面。单位为inkcal/mol；(c) 不同ESP区间的面积分布；(d,e) LO+8-HQ 的 IGM：(d) 等值面 (δg=0.02) 和 (e) 散点图

图6. 划痕涂层的光学、SEM形貌和相应的EDS分析：(a) 空白EP涂层；(b) PCLH/EP涂层经中性盐雾试验48 h后；PCLH/EP涂层划伤后腐蚀产物的XPS谱图：(c) C1s；(d) Fe2p；(e) N1s

图7. (a) 空白EP涂层划伤的SKP图像；(b) PCLH/EP涂层在3.5wt%NaCl溶液中浸泡6和12小时后划伤

图8. (a) 空白EP涂层和 (b) PCLH/EP涂层的EIS图 (pH=3)；(c) 空白EP涂层和 (d) PCLH/EP涂层的EIS图 (pH=7)；(e) 空白EP涂层和 (f) PCLH/EP涂层在浸泡90天期间的EIS图 (pH=11)。(g−i) log|Z|不同pH变化趋势f=0.01 Hz值

图9. 涂有划痕的Q235钢的光学图像（a）空白EP涂层；(b) PCLH/EP 涂层进行0、300和600中性盐雾测试

图10. PVA/CS@LO/8-HQ纳米纤维掺杂涂层的防腐及自修复机制

结构表征技术表明成功合成了PVA/CS@LO/8-HQ纳米纤维网络。DFT计算揭示了LO和8-HQ之间通过形成氢键相互作用而存在强烈的分子间相互作用。此外，Tafel极化曲线还表明，该复合缓蚀剂在pH=7时具有高达90.31%的缓蚀效率。

PVA/CS@LO/8-HQ纳米纤维网络掺杂到环氧树脂涂层中后，LO可以与氧气聚合干燥并聚合。当涂层被破坏时固化。此外，纳米纤维释放的8-HQ可以与铁离子螯合形成复合物。

长期腐蚀试验发现PCLH/EP涂层在浸泡90天后低频阻抗仍保持在107 Ω·cm2以上，验证了PCLH/EP涂层具有有效的阻隔性能。因此，纳米纤维涂层可作为自修复防腐涂层，具有潜在的应用价值。