中山大学元辛、顾林团队 PMS 综述：界面相约束效应 - 二维材料增强聚合物涂层的多尺度机制和工程突破

本文是一篇综述，发表于《Progress in Materials Science》，由中山大学元辛、顾林团队撰写。文章背景在于金属腐蚀每年造成超过2.5万亿美元的全球经济损失，传统聚合物涂层需要高含量填料（5-10 wt%），且服役寿命不足5年，难以满足长期防腐需求。研究目的在于系统揭示二维材料增强聚合物涂层中“界面相约束效应”这一被忽视的关键机制，以突破传统“填料含量-性能”线性依赖的局限，实现低填料含量下的高性能防腐。结论方面，文章首先明确了空间限域、界面限域和动力学限域三类机制的协同作用，构建了从分子链构象到宏观性能的跨尺度定量框架，并给出了关键定量公式。其次，文章系统分析了二维材料在涂层中面临的团聚、电偶腐蚀和界面老化三大工程瓶颈，并提出了“表面改性–工艺优化–界面设计”的协同解决方案。最后，文章建立了“定量机制–工程问题–解决方案–产业转化”的完整理论体系，展望了未来开发智能涂层及向柔性电子、生物医学等交叉领域拓展的方向，为低填料含量下长效防腐涂层的工业化应用提供了全景式路线图。