《Journal of Analytical and Applied Pyrolysis》：A Review of Recent trends in Graphene-Based Nanocomposite Coatings for Enhanced Flame Retardancy and Corrosion Protection
编辑推荐：
石墨烯基复合涂层通过协同增强阻燃、防腐、热稳定性和机械性能，为航空航天领域提供多功能保护解决方案，其机制涉及屏障形成、焦化、热耗散及电化学稳定化，但分散均匀性、规模化制备及长期环境稳定性仍是挑战。
A Priyadharshini|JR Xavier
印度泰米尔纳德邦金奈SIMATS Deemed大学SIMATS工程学院化学系，邮编602 105
摘要
基于石墨烯的纳米复合涂层作为一种先进材料，为航空航天应用提供了阻燃性和抗腐蚀性双重保护。由于其卓越的热稳定性、不透水性、导电性和机械强度，石墨烯及其衍生物（氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）和功能化石墨烯成为开发多功能防护涂层系统的理想增强剂。本文系统地总结了基于石墨烯的涂层领域的最新进展，将结构与界面特性与屏障形成、炭化过程、热散发和电化学稳定性等机制联系起来。文章还讨论了石墨烯-聚合物和石墨烯-金属杂化系统的进展，重点介绍了能够提升在航空航天相关环境下性能的协同配方、混合纳米填料和异质结构设计。特别关注通过界面工程和混合纳米结构设计实现双重阻燃和抗腐蚀性能的多功能涂层。尽管取得了显著进展，但仍存在分散均匀性、大规模加工性和长期稳定性等挑战。未来策略包括化学功能化、可持续加工和数据驱动的材料设计，以克服这些限制。总体而言，本文为基于石墨烯的涂层提供了全面而连贯的观点，认为它们是下一代航空航天防护的可持续、轻量化和高性能解决方案。
部分摘录
引言
航空航天工业需要能够在极端热、机械和环境条件下保持优异性能的材料。飞机和航天器部件经常暴露在高温、高压以及含有水分、盐分和化学物质的腐蚀性环境中。这种暴露通常会导致材料降解、使用寿命缩短和结构完整性受损。因此，确保
石墨烯、氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）和功能化石墨烯概述
石墨烯是一种由sp2杂化碳原子组成的二维材料，以其卓越的机械强度、高电导率和热导率、不透水性和化学稳定性而彻底改变了材料科学[27]。这些独特性质使石墨烯成为航空航天应用中先进涂层的理想候选材料。然而，纯石墨烯存在一些局限性，如溶剂中的分散性差和与基底的粘附力弱
与基于石墨烯的涂层相关的阻燃机制
阻燃性是航空航天材料的关键性能要求，因为这些材料必须能够承受极端温度、喷气燃料的影响以及机载火灾的风险。传统的阻燃涂层主要基于卤素、磷或金属氢氧化物；然而，卤化化合物会释放有毒和腐蚀性副产物，而基于磷的系统可能存在热不稳定性和湿度不稳定性的问题，金属氢氧化物（如氢氧化铝（ATH）等
石墨烯-聚合物杂化系统
随着航空航天领域对轻质、热稳定和阻燃材料需求的增加，石墨烯-聚合物杂化涂层的最新进展显著提高了阻燃性、热防护和机械性能。通过将石墨烯整合到环氧树脂、聚酰亚胺、聚氨酯和酚醛树脂等聚合物基体中，研究人员开发出了性能优于传统防火材料的高性能阻燃材料
石墨烯-金属和石墨烯-聚合物涂层
基于石墨烯的涂层在航空航天应用中因增强抗腐蚀性能而受到广泛关注。石墨烯-金属复合涂层将石墨烯纳米材料与锌（Zn）、铝（Al）、镍（Ni）和钛（Ti）等金属结合，通过协同效应提高了耐久性和抗腐蚀性。石墨烯形成了对氧气和水分的不透水屏障，而金属基体则提供了牺牲保护和机械强度双重阻燃和抗腐蚀涂层的设计策略
在基于石墨烯的纳米复合涂层中集成双重功能标志着航空航天防护系统的重大进步。传统涂层通常只针对单一保护性能（抗腐蚀性或阻燃性），但石墨烯独特的物理化学特性使其能够同时实现这两种性能。当嵌入环氧树脂、聚氨酯或聚酰亚胺等聚合物基体中时，石墨烯纳米片层可作为纳米级屏障，阻碍有害物质的扩散解决分散性、可扩展性和环境稳定性问题
尽管基于石墨烯的纳米复合涂层取得了显著进展，但在实现均匀分散、大规模生产和长期环境稳定性方面仍存在重大挑战。石墨烯强烈的范德华相互作用常常导致聚集，从而产生不均匀的微观结构，影响涂层性能。在航空航天应用中，这种不均匀性可能导致局部腐蚀或阻燃行为不一致结论
基于石墨烯的纳米复合涂层的发展重新定义了阻燃性和抗腐蚀性，尤其是在可靠性、安全性和环境可持续性至关重要的航空航天工程领域。本文展示了石墨烯及其衍生物（GO、rGO和功能化石墨烯）如何实现多功能涂层，从而提高热稳定性、屏障效率和电化学耐久性。由于其独特的二维结构，
CRediT作者贡献声明
A Priyadharshini：撰写——初稿。JR Xavier：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、监督、软件使用、资源提供、项目管理、方法论制定、研究开展、资金筹集、数据分析、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
