（1）功能化改性增強二維納米片在樹脂基體的界面相容性和分散穩定性。

（2）質子化改性技術調控二維納米片的表面電荷。

（3）電泳沉積實現二維納米片在樹脂基體中的定向排列。

（4）二維納米片/環氧復合涂層的防護多功能化。

近日，西南交通大學材料服役行為與安全評價研究團隊使用聚乙烯亞胺（PEI）修飾氧化石墨烯（GO）制備了PGO復合材料，并將其引入到水性環氧樹脂涂層用于增強其長效服役性能。所制備的PGO復合材料在水性環氧樹脂中能夠保持良好的分散穩定性和兼容性，分子動力學模擬結果顯示其良好的分散穩定性源自PGO與聚合物鏈分子間氫鍵網絡的形成，促使界面相互作用增強，進而促進了環氧復合涂層中的應力傳遞。使用分子動力學計算得到涂層的楊氏模量、剪切模量和體積模量，環氧涂層的力學性能也得到顯著提升。其次，所制備的復合涂層在高分辨率電鏡下呈現出納米片在樹脂涂層中水平排列的斷面形貌。進一步的實驗結果表明，復合涂層力學性能的提升及平行排列的PGO納米片帶來的最大化填料利用率和石墨烯支撐轉移膜的形成，顯著增強了水性環氧樹脂涂層的耐磨損性能。該文章近日以題為“Experimental and theoretical evaluations on the parallel-aligned graphene oxide hybrid epoxy composite coating toward wear resistance”發表在知名期刊Carbon上。論文的第一作者為西南交通大學碩士生何玉姍，通訊作者為樊小強教授、黃銀副教授。

圖1. PGO及復合涂層的制備流程。

圖2. (a) 環氧涂層(b) PGO/EP復合涂層的力學性能計算；(c-d) 復合涂層的摩擦學性能測試。

圖3. PGO在水性環氧樹脂涂層中的定向排列。

圖4. (a) 納米片在涂層中定向排列的機理；(b-d) 復合涂層抗磨損機理。

原文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118629

通訊作者簡介：

樊小強，工學博士，教授，四川省杰青、特聘專家、省專家服務團專家。榮獲溫詩鑄楓葉獎、廣西科技進步一等獎、全國鐵路青年科技創新獎、中國科學院院長優秀獎、第七屆IFAM優秀青年科學家獎等榮譽，入選2022年度斯坦福全球前2%科學家榜單。主要從事磨蝕耦合失效機制和防護技術方面的研究，以第一或通訊作者已在國際權威期刊發表SCI一區論文80余篇（他引2600余次），授權國家發明專利20件，獲國家自然科學基金（青年、面上、聯合基金）等資助。兼任中國機械工程學會表面工程分會青年工作委員會委員；中國機械工程學會材料分會委員會委員；中國腐蝕與防護學會鐵道設施專業委員會委員；四川省腐蝕與防護學會理事會常務理事等。

黃銀，工學博士，副教授，入選首屆“未來女科學家計劃”。主要從事材料/結構的失效和防護機理、柔性結構的設計與制備研究，以第一或通訊作者在國際權威期刊發表SCI論文近20篇，授權國家發明專利2件，獲國家自然科學基金（青年、面上）、四川省科技計劃項目等資助。