随着工业化的推进，海洋工程对可持续经济发展变得愈发重要。然而，海洋工程设备在长期使用过程中会暴露在恶劣的自然环境中，这使得结构材料和精密设备极易遭受严重腐蚀。这不仅会造成巨大的直接经济损失，还会导致不可估量的环境破坏和灾难性的安全事故。因此，提高海洋工程设备中所用钢材的耐腐蚀性至关重要。在各种钢材保护方法中，环氧富锌涂层（ZRCs）是使用最广泛、最有效的方法之一。ZRCs中的锌粉在腐蚀过程中充当牺牲阳极，优先溶解于铁中，从而提供阴极保护。即使涂层受到机械损伤，暴露的基材也能通过锌的阴极保护以及锌腐蚀产物的屏障效应得到保护。近期研究表明，ZRCs中的锌粉可以与腐蚀介质中的氧气反应，通过消耗氧气来减缓腐蚀剂向基材的扩散，从而提供主动保护。ZRCs的阴极保护能力取决于涂层中锌粉的体积浓度。固化涂层中的锌含量必须超过78wt%，才能确保锌颗粒和基材之间的有效电接触，从而保持持续的阴极保护。然而，锌在阳极反应过程中产生的腐蚀产物是不导电的。随着腐蚀反应的进行，这些产物的积累会破坏锌颗粒之间以及锌颗粒与基材之间的电连接，阻碍阴极保护。这减少了锌粉在牺牲反应中的参与，限制了其利用效率，并缩短了富锌涂层的保护寿命。此外，极高的固体含量会对涂层的密度和机械性能（如附着力和耐磨性）产生不利影响。在生产过程中加入大量锌粉也可能对健康构成风险，比如锌烟热和锌中毒。

为了在保持足够电连接的同时降低锌粉含量，实现优异的综合机械性能和耐腐蚀性，研究人员通常会在富锌涂层中加入导电填料，如碳纳米管、MXene、碳颗粒等。这些添加剂显著提高了涂层的阴极保护性能。在碳基和无机材料中，石墨烯基材料因其高导电性、大比表面积、化学稳定性和优异的不渗透性被认为是非常有前景的填料。研究人员利用石墨烯的优异性能开发了新型功能性涂层，如主动防腐、损伤响应变色和抗紫外线老化等。然而，石墨烯等碳材料只能均匀分散在传统的溶剂型富锌涂层中，这类涂层通常含有高含量的挥发性有机化合物（VOCs）。在生产和应用过程中，巨大的环境负担阻碍了对当前绿色发展的要求，包括节能、环保和生态友好性。水性富锌（WZEP）涂料因其VOC排放量极低而在耐腐蚀涂料领域引起了广泛关注。在水性体系中，石墨烯因其高表面能和固有疏水性而难以均匀分散。此外，它与环氧树脂的相容性较差，结合力较弱。局部填料浓度过高会导致碳材料与锌之间发生电偶腐蚀，从而加快锌的腐蚀速率并缩短阴极保护时间。这一局限性限制了石墨烯基材料在水性富锌涂料中的进一步应用。

聚多巴胺（PDA）是一种来源于贻贝粘附蛋白的仿生聚合物。自2007年被发现以来，它因其丰富的儿茶酚官能团而具有优异的粘附性能、良好的生物相容性和光响应性，已被广泛应用于生物医学和绿色能源等多个领域。研究表明，在涂层中添加聚多巴胺可以增强附着力、改善界面相容性，并提高涂层的机械强度。聚多巴胺的表面官能团提供了众多的改性位点，使涂层能够引入多种特性。此外，聚多巴胺本身在钢基材上表现出固有的耐腐蚀性。

近期，华南理工大学车淳山团队采用聚多巴胺包覆石墨烯材料作为改性填料，成功制备了一种具有增强机械性能和耐腐蚀性的水性富锌涂层。