金属腐蚀在日常生活中很常见，金属在遭受腐蚀后其使用寿命会大大缩短。为了延长其使用寿命，金属防腐已成为研究人员关注的焦点。现有的防腐方法包括有机涂层保护、牺牲阴极保护、电化学保护以及将缓蚀剂加入涂层中等。其中，有机涂层保护是最直接、最有效的金属保护方法。制备有机涂层的方法包括刷涂、喷涂和电沉积。有机涂层通过将环氧树脂与其相应的固化剂混合，然后将其均匀地涂覆在金属表面来保护金属免受腐蚀。然而，在固化过程中，纯环氧树脂会因溶剂蒸发而产生大量孔隙和缺陷，导致涂层迅速被腐蚀介质穿透，并极大地丧失耐腐蚀性能。

为了提高有机涂层的耐腐蚀性，研究人员通常会在涂层中添加纳米材料或二维材料，以填充固化过程中溶剂蒸发过程中产生的孔隙和缺陷。纳米材料和二维材料的存在会在涂层内部形成“迷宫效应”，防止腐蚀性介质直接进入涂层，并通过孔隙等快速通道到达基材。除了通过添加二维材料和纳米材料来提高有机涂层的耐腐蚀性外，添加纳米材料还可以赋予涂层超疏水性，使其成为超疏水涂层。超疏水涂层的形成需要低表面能和高粗糙度的共同作用。低表面能可以通过使用特定材料来实现，这些材料包括氟化材料（如全氟烷基化合物）、硅树脂材料（如PDMS）以及碳氢化合物材料（如长链烷烃）。其中，含氟材料由于存在环境危害和高昂的成本而尚未得到广泛应用。大多数硅烷本身毒性较低，但一些含氟硅烷仍会引发环境问题，而且大多数硅烷的生产过程可能涉及有害试剂；此外，传统硅烷价格适中，但高性能硅烷仍然相对昂贵，这不符合绿色经济的理念。纳米材料提供了高粗糙度。纳米材料的存在使涂层表面更粗糙，产生大量孔隙。这些孔隙可以捕获空气形成致密的空气层，从而在一定程度上阻止腐蚀性介质渗透到涂层中。因此，这进一步提高了涂层的耐腐蚀性，从而延长了涂层的防腐保护期，并延长了金属基材的使用寿命。

有机涂层在使用过程中往往会因外部损伤而失去防护性能，因此研究自修复涂层具有极大的研究价值。目前，赋予涂层自修复性能主要有两种方法：第一种方法是在涂层中添加缓蚀剂，使其能够与被腐蚀的金属基材发生螯合反应。第二种方法是使用形状记忆聚合物作为涂层基材。形状记忆聚合物在热作用下会发生状态变化，从玻璃态转变为橡胶态，从而修复受损的涂层。实现自修复所需的热量可以通过多种方式产生，包括直接向涂层提供外部热源，在涂层中添加具有光热或电热特性的材料，使其在没有外部源的情况下自行产生热量，从而实现涂层的自修复。值得注意的是，现有的大多数策略都依赖于混合多种功能性添加剂，这可能会导致相分离并影响整体性能。

近期，西南石油大学余宗学团队、中石油深圳新能源研究院有限公司欧阳镫浩团队采用协同设计策略，成功制备了一种集超疏水性、防/除冰、自修复、耐腐蚀性和防污性能于一体的智能环氧涂层。