理论计算可从电子、原子与介观多尺度模拟界面化学/电化学反应,近年来被广泛用于揭示腐蚀介质中缓蚀剂对金属的防护机理。针对目前国内外采用理论计算模拟缓蚀剂(尤其是有机缓蚀剂)作用机理的现状,作者通过计算实践,总结几点有待深入探讨的问题,具体有以下几点:(1)基于电子尺度的密度泛函(DFT)计算中,需要考虑介质环境与目标缓蚀剂活性位点的离子-偶极作用;结合环境pH与pKα值,对缓蚀剂分子的质子化(去质子化)位点进行精准定位,并采用对应的质子化(去质子化)分子完成DFT计算,并获取电子-结构参数。(2)多数研究对缓蚀剂的DFT计算均采用真空或隐性溶剂模型(如COSMO),没有考虑真实溶液环境中的离子-偶极作用。有鉴于此,我们提出基于多尺度模拟,提取溶液环境中缓蚀剂分子的首层溶剂分子,并以该体系作显性溶剂模型完成DFT计算;经验证,显性溶剂模型下获取缓蚀剂的界面作用机理更接近实验的真实测量。(3)基于原子尺度的分子动力学模拟(MDS),需要重点考虑力场的适用性。以常用商业软件Materials Studio为例,在Forcite plus模块下完成MDS,必须引入合适力场。然而模块下的固定力场(如COMPASS、pcff、Universal)均属于非反应性力场,不能反映界面包括质荷转移在内的化学/电化学反应。有鉴于此,我们通过程序语言脚本联合反应性力场(如ReaxFF)与非反应性力场构建动态力场,最大限度地反应界面电化学反应的真实情况。(4)针对负载缓蚀剂或其他缓蚀成分(如无机填料)的涂层体系,我们开发出基于原位腐蚀离子的时域空间扩散轨迹,这种四维评价方法可以直观观察出腐蚀性离子在膜层内的扩散行为,进而评价涂层体系的防腐蚀性能。