石墨烯是一种二维晶体，人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的，石墨的层间作用力较弱，很容易互相剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。前途也不可限量。其应用方向：海洋防腐、金属防腐、重防腐等领域。

据统计，每年中国因腐蚀造成的经济损失占国内生产总值（GDP）的1.4%左右。全世界每年由于腐蚀造成的经济损失为7000亿~10000亿美元，约是台风、地震、水灾等其他自然灾害造成的损失总和的6倍。因此，对防腐蚀的研究引起了各国重视，也成为世界各国科学家的研究重点，其中防腐涂料的研究更是重中之重。石墨烯作为填料，能从物理防腐和电化学防腐两个方面提升涂料的防腐性能，使新型的防腐涂料具有良好的韧性和耐腐蚀性、很强的附着力及很高的硬度。加入石墨烯的防腐涂料，在涂层上形成壁垒效应起到隔离的作用，通过阴极保护，达到涂层腐蚀被钝化的效果，从而使涂层的耐腐蚀性能得到显著提升。

研究发现，以石墨烯为填料，填充到环氧树脂/聚苯胺/聚氨酯（PU）等涂料中，可在很大程度上提升涂层的综合防腐性能。与传统的富锌类防腐涂料相比，其性价比有所提升，每1t涂料可节省超过1000元。而重防腐涂料的底漆中含锌量高达96%，采用石墨烯添加到重防腐涂料当中，可以大幅降低锌的使用量，并且形成大量的隔离层，阻止外界对基体材料的侵蚀，使重防腐涂料的防腐性能得到明显提高。目前，中国重防腐涂料需求主要应用领域为石油化工、桥梁、船舶、集装箱等，中国重防腐涂料消费量近180万t/a，占世界重防腐涂料总消费量的40%以上。

那么，石墨烯防腐涂料是如何提高其防腐性能的呢？

1.石墨烯的片层结构能够有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物理阻隔性。同时，由于其尺寸极其微小，可以用于填充涂层的缝隙，减少涂层孔隙率，增强涂层致密性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。

2.石墨烯的层与层之间可以自由滑动，能够有效地降低涂层内部应力，消耗断裂能量，进而提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性。

3.石墨烯具有良好的导电性，其片层结构亦能够保证涂层间有较好的电化学接触，形成导电网络，提供更佳的电化学保护。

4.通过纳米级石墨烯的层层叠加、交错排列，构成一道屏蔽阻隔，能够延长腐蚀介质的渗透扩散路径，从而提高涂层的抗渗透性和使用寿命。

石墨烯防腐涂料通过石墨烯的独特性能，在涂层中形成“迷宫式”屏蔽结构，从而提高其防腐性能。但请注意，这只是理论上的说明，具体应用中可能需要根据实际需求进行配方和工艺的调整。