微生物腐蚀导致金属结构失效，尤其在海洋高盐高湿环境中带来巨大经济损失与安全隐患。开发兼具防腐、抗菌和机械稳定性的多功能涂层是关键挑战。针对微生物腐蚀威胁，本课题组通过材料复合与结构设计，研发了三种高效防护涂层：（1）通过循环伏安法在碳钢表面形成聚（苯胺-共-邻甲苯胺）（PA-co-POT）共聚薄膜，在含SRB的3.5% NaCl溶液中浸泡14天后，防护效率达83%，有效减少细菌附着；（2）采用恒电流聚合法在304不锈钢上构建聚（苯胺-共-邻苯二胺）/TiO₂纳米复合薄膜（PPTC），利用TiO₂和P-N异质结提升涂层性能，防护效率达93.13%，活菌覆盖率仅0.1%；（3）将导电聚合物、抗菌纳米颗粒与环氧树脂复合后（POT/CuO/EP）应用于碳钢防腐，通过协同机制，保护效率达98.87%，且抗菌性强。三种涂层均基于“材料设计-结构调控-性能协同”策略，结合物理屏障、电化学保护和抗菌机制，有效抵御SRB腐蚀。
图1 PA-co-POT共聚薄膜的制备过程、机械稳定性和耐腐蚀研究
PA-co-POT薄膜表现出优于单一组分薄膜的机械强度和附着力。该材料在多次胶带剥离测试后仍能保持较完整的表面，显微维氏硬度测试显示其硬度达132.1 HV。在含SRB的3.5% NaCl溶液中，PA-co-POT薄膜展现出优异的防腐性能，防护效率达83%，腐蚀电流密度低至1.46×10⁻6A/cm²。加速浸泡实验表明，该薄膜能显著抑制局部腐蚀，表面仅形成深度为3.43 µm、直径为46.15 µm的微小腐蚀坑。其致密结构能有效阻隔水、氧及腐蚀性离子（如Cl⁻、S2⁻）的渗透。该工作以“Evaluation of the antimicrobial corrosion properties of electropolymerized poly(aniline-co-o-toluidine) films on carbon steel surfaces”为题发表在材料科学类SCI期刊《Synthetic Metals》（影响因子4.6）。2022级硕士生张思为论文第一作者，重庆三峡学院胡传波副教授、李廷真教授为论文共同指导教师。
论文连接：https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2024.117812
图2 PPTC复合薄膜的制备过程、机械稳定性和耐腐蚀研究
PPTC复合薄膜展现出优异的机械性能，硬度达233 HV，附着力高达12.7 MPa。无论在干或湿环境下，经过多次胶带剥离测试，材料表面依然保持较完整，附着力未明显降低。在含SRB的3.5% NaCl溶液中，PPTC涂层表现出突出的防护性能，防护效率超过93%，浸泡7天后表面活菌覆盖率仅为0.1%。其防腐与抗菌双重功能主要归因于TiO2的杀菌作用及表面负电荷对细菌的排斥、涂层致密结构对腐蚀介质的有效阻隔，以及与基体的牢固结合。该工作以“Eco-friendly, robust electropolymerized nanocomposite coating for stainless steel against sulfate-reducing bacteria corrosion”为题发表在高分子科学类SCI期刊《Polymer》（影响因子4.5）。2023级硕士生黑鲜玲为第一作者，重庆三峡学院胡传波副教授、李廷真教授及香港浸会大学任康宁教授为论文共同指导教师。
论文连接：https://doi.org/10.1016/j.polymer.2025.129067
图3 POT/CuO/EP复合涂层的制备过程、机械稳定性和耐腐蚀研究
POT/CuO/EP复合涂层附着力强（8.0 ± 1.3 MPa），在含SRB的3.5% NaCl溶液中长期浸泡（14及70天）后，其防腐性能显著优于单一组分涂层，并能有效抑制SRB生物膜的形成。其防护机制包括三重协同作用：（1）化学钝化：POT在钢表面促进γ-Fe2O3/Fe3O4钝化层的生成；（2）物理阻隔：CuO与POT协同形成致密屏障，延长腐蚀介质（O₂、Cl⁻、HS⁻）的渗透路径；（3）主动抗菌：CuO释放的Cu2⁺与POT的N⁺基团协同破坏SRB细胞膜，抑制其代谢与附着。该涂层通过整合物理、化学与抗菌功能，为海洋及油气设施中的金属防护提供了有前景的解决方案。该工作以“A triple-shield strategy integrating conductive polymer, biocide, and binder against microbiologically influenced corrosion”为题发表在工程技术类SCI期刊《Chemical Engineering Science》（影响因子4.3）。2022级硕士生张思和2023级硕士生黑鲜玲为论文共同第一作者，重庆三峡学院胡传波副教授和香港浸会大学任康宁教授为论文共同指导教师。
论文连接：https://doi.org/10.1016/j.ces.2025.123219
上述三项工作得到了国家自然科学基金（51773173、81973288）、香港研究资助局（12202422）、重庆市自然科学基金（CSTB2024NSCQ-MSX1013、CSTB2025NSCQ-LZX0103）及重庆市教委科学技术研究项目（KJZDK202304502、KJZD-M202301201）的资助。
