在许多苛刻的运行环境中，材料必须应对不仅仅是两个潜在的敌人：化学或电化学腐蚀以及生物污染 [1], [2]。生物污损是微生物、藻类或海洋无脊椎动物的意外沉积和生长，它可以通过困住腐蚀性物质或产生局部原电池来加速腐蚀（图 1）[3], [4], [5]。同样，在医疗保健和食品加工行业，微生物定殖加速设备故障并构成重大的环境和公共卫生风险 [6], [7], [8], [9]。
为了克服这些挑战，涂料行业一直在寻找既能耐腐蚀又能抗生物攻击的多功能防护系统 [10], [11]。其中，氟聚合物如聚 (偏氟乙烯-co-六氟丙烯) (PVDF-HFP) 引起了广泛关注。PVDF-HFP 表现出良好的化学稳定性、低表面能、疏水性和机械强度，使其成为水和腐蚀性电解质的有效屏障 [12], [13]。但作为被动层，在缺乏额外功能组分的情况下，它无法主动抑制缺陷部位的腐蚀或抑制微生物粘附 [14]。
另一方面，唑类衍生物，特别是苯并三氮唑 (BTA)、三氮唑和咪唑（图 2），因与金属原子强配位并形成稳定的钝化膜，而作为钢、铜和铝等金属的缓蚀剂而闻名 [15], [16], [17]。除了缓蚀作用外，唑类也是生物活性化合物。它们可用作抗真菌、抗菌和防污剂，抑制微生物代谢或膜完整性 [18]。唑类的双重化学 - 生物反应性使其成为掺入聚合物涂层的优秀候选者，特别是在需要多功能性能的情况下 [19], [20], [21], [22], [23]。
唑类化合物与 PVDF-HFP 基体的共轭产生了协同作用的混合涂层：氟聚合物作为持久的疏水屏障，而唑类通过化学钝化暴露的金属表面和防止微生物定殖提供位点特异性主动保护 [24], [25]。此类涂层适用于海洋船体、海上平台、生物医学植入物、水处理系统和工业管道，在这些领域中腐蚀和生物污损共存并相互加剧 [26], [27]。使用纳米填料增强了这种双重保护，它们提高了机械强度，改善了附着力，并创建了一条曲折的路径，减缓了腐蚀性物质的侵入（图 3）[28], [29], [30], [31]。
尽管已发表了关于氟聚合物、缓蚀剂或防污涂层的几篇综述，但迄今为止，尚无专门针对具有协同结合被动屏障和主动化学/生物保护能力的 PVDF-HFP/唑类混合涂层的综述。在本贡献中，我们旨在通过汇编该主题的最新进展并指出合理设计下一代先进多功能涂层的策略来填补这一空白。在此，我们总结了基于 PVDF-HFP/唑类涂层的最新进展，包括它们的制备策略、化学结构/拓扑调节、沉积技术以及防腐和生物活性背后的机制。将特别关注由此产生的关于其多功能性能的构效关系，以帮助设计能够保护极端服务环境的未来涂层。
虽然以前的综述广泛涵盖了作为被动屏障的氟聚合物 [X] 或作为独立分子缓蚀剂的唑类 [Y]，但本综述首次批判性地检查了 PVDF-HFP 和基于唑类的聚合物在多功能涂层架构中的协同融合。与传统文献侧重于这些材料的单独性能不同，我们强调唑类衍生物和 PVDF-HFP 基体之间的次级非共价相互作用（例如偶极 - 偶极和离子 - 偶极力），同时阐明控制电解质侵入时主动表面保护的多步骤机制。此外，这项工作独特地弥合了传统重型工业防腐和现代生物医学及能源应用之间的差距，为设计依赖这些特定混合系统固有的次级相相互作用（例如偶极 - 偶极和氢键）的下一代智能涂层提供了路线图。
