The present work addresses the synthesis and application of graphene‐based ternary nanocomposite for anticorrosion performance to protect mild steel in an accelerated corrosive environment. The chemically‐functionalized graphene‐nickel oxide (Gr‐NiO)‐PANI ternary nanocomposite is synthesized by the hydrothermal reduction of graphene oxide (GO) and nickel salt in the presence of urea, followed by interfacial wrapping of Gr‐NiO by in situ grown polyaniline (PANI). The transmission electron microscopic images reveal the wrapping of Gr‐NiO by PANI in the Gr‐NiO‐PANI ternary nanocomposite. The spectroscopic analyses (Fourier transform infrared and Raman) suggest the multiple interactions between Gr‐NiO and interfacially grown PANI in Gr‐NiO‐PANI. The thoroughly blended Gr‐NiO‐PANI ternary nanocomposite into epoxy matrix via interfacial interactions provides uniform coating (thickness: 87 ± 6 μm) on mild steel and increases the hardness by 160%. The corrosion inhibition performance of PANI, Gr‐PANI, and Gr‐NiO‐PANI nanocomposites in epoxy coating is probed based on electrochemical and salt spray measurements in a 3.5% NaCl solution. The Gr‐NiO‐PANI in the epoxy coating substantially enhances the total impedance and protects the underneath mild steel. The salt spray tests further corroborate the electrochemical results and demonstrate substantial enhancement in corrosion inhibition by Gr‐NiO‐PANI nanocomposite with no sign of corrosion even after 10 days, revealing its potential to mitigate corrosion of mild steel‐based structural and engineering installations.

Excellent impermeability, electronic insulation, thermal stability, and high surface area of hexagonal boron nitride nanosheets (h-BNNS) promise immense potential for corrosion inhibition when coated on the metal substrate. However, the interfacial incompatibility of h-BNNS with polymeric coating matrix has been a major challenge to utilize h-BNNS for metal protection against corrosive environments. In the present work, surface-functionalities-enriched h-BNNS prepared by alkali hydroxides molten salt-induced exfoliation of h-BN powder is used for in-situ growth of polyaniline-emeraldine salt (PANI-ES) by oxidative polymerization of aniline to prepare the h-BNNS-PANI-ES nanocomposites. The excellent compatibility of nitrogen functionalities of h-BNNS-PANI-ES nanocomposites with highly polar epoxy matrix strengthened the coating by enhancement of elastic modulus and hardness. The thoroughly dispersed h-BNNS-PANI-ES nanocomposites into epoxy coating notably enhanced the corrosion inhibition properties in an accelerated corrosive environment (3.5 % saline water). The electrochemical measurements showed eleven-fold rise in total impedance by h-BNNS-PANI-ES nanocomposites compared to PANI-ES-based epoxy coating, highlighting the role of h-BNNS as a structural barrier to protect the underlying mild steel substrate against corrosion. Moreover, mild steel coated with h-BNNS-PANI-ES nanocomposites remained intact even after ten days of exposure to salty fog, demonstrating the potential of such coatings for industrial applications.

Sustainable and ecofriendly materials are gaining immense interest in various engineering applications to minimize environmental footprints. In particular, biomass-derived carbon materials with controlled structural features play important roles in the development of structural and functional composites for different industrial applications. The biomass-based lamellar structured carbon materials hold significant potential for tribological applications. The present work demonstrates the synthesis of graphitic domains-enriched biocarbon from lignocellulosic agrowaste biomass and its application as a sustainable material of excellent lubrication performance. The structural, chemical, and morphological properties of biocarbons were probed by Raman, infrared, X-ray photoelectron spectroscopy, and transmission electron microscopy measurements. Octadecyltrichlorosilane was grafted on the biocarbon surface to make it compatible with mineral lube base oil for long-term dispersibility. The tribological experiments were conducted by ASTM D4172-B and ASTM D5183-21a test methods. The stable dispersion of biocarbon in mineral lube base oil extended excellent lubrication performance by reducing the friction coefficient (36%) and wear volume (64%) of the steel tribopair. The Raman results signified graphitic biocarbon-based thin film deposition on tribo surfaces, which protected the contact interfaces to minimize wear and decreased the friction coefficient. The excellent dispersibility, low resistance-to-shear by lamellar pattern, the excellent affinity of biocarbon to the steel surface, and the formation of graphitic biocarbon-based tribo thin films collectively improved the lubrication performance.