金属腐蚀在日常生活和工业生产里会造成巨大的经济损失和安全风险隐患。二维Ti3C2Tx MXene由于可调控的结构和表面化学特性、优异的阻隔性能、高径厚比、超薄厚度、化学稳定性、机械性能和层间易于剪切变形力，具有防腐、耐磨性能。二维MXene/聚合物复合材料能实现多功能化，在金属表面防护中展现出应用前景。与其他2D材料（石墨烯和氮化硼）类似，MXene在物理结构和化学性质方面的吸引力使其具有巨大的防腐应用潜力。然而，MXene表面氧化和较差的稳定性限制了其应用。区别于石墨烯和氮化硼等二维材料，为什么MXene能够适用于金属表面防护以及MXene在复合涂层中的独特作用机制仍困扰着相关研究工作者。
在这篇综述中，作者介绍了MXene应用于金属表面防护的独特优势。同时，分析了MXene与石墨烯、氮化硼、氧化石墨烯的相似之处和主要区别。总结了目前MXene防腐蚀涂层相关实验研究（防腐增强效应、表面功能化、结构设计与取向调控、自修复行为、特殊环境下的腐蚀防护性能）和理论计算的最新进展，归纳出MXene复合材料用于金属表面防护的原因。最后，提出了MXene防腐复合涂层面临的挑战和发展前途。本综述旨在为设计高性能MXene防腐蚀涂层及扩展MXene的应用提供指导。
图3 MXene复合涂层结构操控方法及MXene纳米片在防腐蚀涂层中的主要作用
曹怀杰：上海电力大学环境与化学工程学院青年教师，2020年博士毕业于上海交通大学。研究方向是防腐涂层与电力材料防护。以第一作者/通讯作者发表SCI论文20篇。获2021年第十七届“挑战杯”上海市大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师奖，获2023年第十七届全国青年腐蚀与防护科技论文讲评会最具学术价值论文二等奖。入选2021年上海市高校“新能源存储转化与安全防护”创新团队，作为完成人获2022年中国腐蚀与防护学会科技奖（自然科学类）一等奖，入选2022年上海市启明星培育扬帆计划。
