获奖项目名称：

绿色高效缓蚀剂优化及作用机制研究

第一完成单位：

重庆科技大学

项目联系人：

谭博川

联系人电话：

15123037242

联系人邮箱：

bochuantan@cqust.edu.cn

项目简介：

2.1研究目的
  本项目致力于突破部分传统缓蚀剂存在的毒性大、效率低及严苛工况下防护性能不足等技术瓶颈，研发新一代高效、绿色、智能的缓蚀防护体系。一是通过解析天然产物活性成分的构效关系并建立缓蚀性能预测模型，解决植物提取物缓蚀剂的设计缺乏精准理论指导的难题；二是利用分子改性修饰策略阐明合成缓蚀剂分子结构与特定环境性能的关联，攻克高腐蚀环境中吸附能力与效率提升的关键瓶颈；三是通过缓蚀剂和纳米材料融合，实现缓蚀剂可控释放，构建智能响应涂层，解决长效防护与自主修复的协同难题。本项目为金属腐蚀防护提供绿色解决方案，推动材料科学、环境工程与智能技术的交叉创新，对保障基础设施安全、促进可持续发展具有重要战略价值。
2.2 主要科学发现点
  (1) 科学发现点1：从分子吸附活性中心到人工神经网络验证，系统建立天然缓蚀剂构效预测体系，为低成本环保防腐提供科学解决方案。项目阐明了20余种天然产物中多位点吸附活性基团，并解析了活性成分中化学结构特征，建立了绿色天然产物的有机杂环活性中心、链端、官能团和量子化学构效关系数据库，提出了天然有机物缓蚀剂采用粒子群算法和响应面法对其缓蚀性能进行预测和评价深层次证实了人工神经网络模型在缓蚀剂研究中的可靠性。解决的主要科学问题包括如何开发环保、高效、低成本的绿色缓蚀剂，以及如何从分子水平理解有效预测植物提取物在金属防腐中的作用机制。
  (2) 科学发现点2：通过巯基精准修饰咪唑啉分子结构，实现CO2饱和地层水中碳钢缓蚀性能的显著跃升，为恶劣腐蚀环境下的高效防护开辟新路径。该研究致力于解决的核心科学问题在于，如何通过精准的分子结构修饰策略，显著提升咪唑啉类缓蚀剂在CO2腐蚀环境下的防护效能，为开发新型高效缓蚀剂提供了理论依据。
  (3) 科学发现点3：创新性构建pH响应型缓蚀剂智能纳米容器，实现钢筋混凝土环境高效持久、智能自修复的腐蚀防护，为智能防腐涂层开发提供新理论支撑。项目有效解决了将缓蚀剂负载到纳米容器中，如何在钢筋混凝土环境中实现高效持久、智能修护的腐蚀防护科学问题。
2.3 成果产生的价值
  本项目在缓蚀剂领域发表60篇相关论文，其中23篇入选ESI高被引论文，1篇获评2021年中国百篇最具国际影响论文，论文累计他引超6000次。同时，项目团队授权10项发明专利、撰写3部英文专著并登记5项软件著作权。此外，在人才培养方面，本项目执行期间，培养化工和材料方面的博士和硕士研究生50余人，项目组5位成员入选了全球前 2%顶尖科学家榜单。本项目成果提升了腐蚀科学领域的研究水平，为环境友好型缓蚀剂的研发提供了理论支撑，推动了高效绿色缓蚀剂的科学化发展。