受豆莢啟發的微容器（micropod）由高容量中空介孔二氧化硅納米顆粒/氧化石墨烯（MSN-NH2/GO 微容器）和指示劑及抑制劑1,10-菲羅啉（Phen）組成。微模塊的pH響應性來自于GO靜電閥與 MSN-NH2的相互作用，在不同的pH值下，MSN-NH2的表面電荷會發生變化，從而控制 Phen的釋放。當隨著pH值的升高發生涂層下腐蝕時，Phen從脫離的微柱中逸出，與溶解的Fe2+配位，呈現出橘紅色，并形成被動的絡合物膜阻止腐蝕，從而實現腐蝕感應和抑制。同時，GO的高寬比延長了腐蝕性介質在涂層中的擴散途徑，從而增強了涂層的耐腐蝕性。Phen@micropod/epoxy防腐涂層在浸泡試驗和鹽霧試驗中表現良好，在30天浸泡試驗中保持完好，其Rc值是純環氧涂層的1000倍。

方案1.受beanpod啟發的micropods設計 （MSN-NH2/GO microcontainer） 流程圖

圖1. a）SEM圖像和 b）MSN-NH2的TEM圖像、N2吸附-解吸等溫線和 c）MSN-NH2的孔分布曲線，d）Phen@MSN-NH2和 e）不同pH值下水溶液中MSN-NH2和GO的Zeta電位。

在這項研究中，我們提出了一種受豆莢啟發設計的具有自報告和自修復能力的智能防腐蝕涂層。帶正電荷的中空介孔二氧化硅（MSN-NH2）和帶負電荷的氧化石墨烯（GO）通過靜電組裝復制了豆莢的結構。合成的微柱（MSN-NH2/GO微容器）作為無毒指示劑和抑制劑 Phen的大容量微容器，將Phen與環氧基質隔離，避免了不相容和早期泄漏。當pH值升高時，MSN-NH2的表面電荷變為與GO相同的負電荷狀態，導致靜電斥力剝離并釋放出封裝的 Phen，模擬了豆莢成熟時的爆裂行為。這種觸發釋放模式保證了當局部pH值升高而發生腐蝕時，涂層中的微柱能釋放出Phen，GO既是控制Phen釋放的閥門，又是抑制腐蝕性介質擴散的屏障。

因此，在浸泡試驗和鹽霧試驗中，Phen@微柱/EP涂層的防腐蝕性能非常出色，這得益于GO的高縱橫比，浸泡30天后，涂層的耐腐蝕性能提高到1.4×1010Ω-cm2，吸水率降低到1.6 vol%。一旦Phen在腐蝕現場局部釋放，Phen就會與溶解的 Fe2+相互配合，實現著色并形成覆蓋腐蝕部位的被動膜，為報告涂層排除設備下的初步腐蝕情況提供了可視化解決方案，并能瞬間自我修復，抑制腐蝕的發展。該生物啟發多功能涂層在防腐蝕領域的應用前景廣闊，具有合理的觸發釋放模式和較高的負載抑制劑、指示劑或修復劑的能力，對早期控制腐蝕發展和維護金屬結構，減少金屬腐蝕造成的環境污染和碳排放具有重要意義。