金属腐蚀在工业应用中是一个严峻的挑战，它不仅导致资源的大量损失，还对经济和环境造成显著影响。常用的防腐技术包括转化涂层、微弧氧化涂层和有机涂层。其中，铬酸盐基转化涂层因其优异的防腐性能，在过去得到了广泛的应用。然而，由于铬具有显著的致癌性，这类涂层的使用已逐渐被淘汰，并日益受到限制。为此，研究人员开始对结合了被动和主动防腐能力的自修复涂层越来越感兴趣。

通过添加二氧化硅、金属-有机框架（MOFs）和埃洛石纳米管等填料，涂层的被动腐蚀防护性能得到增强。与上述填料相比，2D结构材料，如氧化石墨烯（GO）和氮化硼（BN），具有特别强的阻隔性能。这些材料通过形成“迷宫效应”，有效延长了腐蚀离子在涂层中的扩散路径。然而，仅含有2D填料的涂层在机械或环境应力下容易损坏，从而导致涂层阻隔性能的恶化。

为了应对这一挑战，涂层必须结合主动防腐和其他基本性能。这类涂层在受损时会释放缓蚀剂来修复受损区域。缓蚀剂通常封装在3D结构的微/纳米容器中，然后加入涂层中，以提高其稳定性并防止过早失效。具有中空结构的纳米材料因其高负载能力而特别适合作为纳米容器。尽管用于装载缓蚀剂的3D纳米容器可以帮助延缓电解质溶液在涂层中的渗透，但其效果仍不如2D材料。因此，人们投入了大量精力开发2D/3D复合材料。当集成到涂层中时，2D材料提供了增强的被动防腐保护，而加载缓蚀剂的3D材料提供了主动防腐保护。但是，2D/3D复合材料的合成相对复杂，还必须考虑这些材料的结构稳定性。因此，开发用于防腐涂层的2D/3D结构功能集成纳米材料是非常有必要的。

近期，哈尔滨工程大学王艳力团队、西安交通大学、西安稀有金属材料研究院有限公司成功开发了一种智能防腐涂层。