稀土元素（REEs）在納米尺度上被廣泛應(yīng)用于永磁體、燃料電池、電子器件、催化和發(fā)光技術(shù)[1]。稀土元素卓越的電化學(xué)性質(zhì)使其非常適合用于電化學(xué)納米傳感器[2]。此外，由于其獨(dú)特的電子和光學(xué)特性（如第四電子層形成[5]），稀土氧化物（REOs）在材料科學(xué)和催化電子領(lǐng)域具有重要意義[3,4]。在稀土氧化物中，氧化釹（Nd?O?）因具有納米級結(jié)構(gòu)、較大的表面積、優(yōu)異的催化性能以及添加劑和電學(xué)特性而具有巨大潛力[6]。例如，Nd?O?被用于提升混合超級電容器的電化學(xué)性能[7]、氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)的光催化活性[8]、聚合物薄膜的介電特性[9]、環(huán)氧樹脂（Ep）的機(jī)械性能[10]，以及基于Ep的材料的耐腐蝕性和電化學(xué)穩(wěn)定性[11]。Nd3?離子還能通過穩(wěn)定晶格結(jié)構(gòu)并抑制離子釋放，從而降低ZnO納米顆粒（NPs）的細(xì)胞毒性[12]，表明其具有影響生物相容性的能力[12]。在土木和機(jī)械工程應(yīng)用中，材料需要具備優(yōu)異的機(jī)械性能和多種電化學(xué)性質(zhì)，同時還需具備較輕的重量，這推動了研究人員開發(fā)和研究各種聚合物納米復(fù)合材料。近年來，許多研究探討了不同類型納米顆粒（如金剛石NPs[13]、SiO?和ZnO[14]、TiO?[15]、石墨烯納米復(fù)合材料[16]）對Ep涂層和電化學(xué)性能的增強(qiáng)作用。例如，GO[17]、智能功能化的WS?/rGO[18]、通過硅烷偶聯(lián)劑功能化的rGO[19]、苯胺四聚體改性的GO[20]、改性聚（鄰甲苯胺）/二氧化硅[21]、GCN包覆的EMSA-TiO?[22]、rGO與PC和CuTiO?的三元納米復(fù)合材料[23]等，在提高Ep的自修復(fù)防腐性能方面取得了顯著進(jìn)展[24]。更高級別的防腐性能提升中，二維（2D）MXene也被應(yīng)用[24]。此外，納米復(fù)合材料還顯著增強(qiáng)了抗腐蝕性能，例如Ti?C?T? Mxene/MoS?[25]、rGO與CoN、CrN的復(fù)合[26]、含有PIPD（2,6-diimidazo(4,5-β-4′,5′-ε)pyridinylene-1,4-(2,5-dihydoxyphenylene)）的復(fù)合[26]、GO/2-mercaptobenzothiazole (MBT)-TaN/ZrN[27]。最近，一種新型碳氮化物聚苯胺填料與Ep結(jié)合使用，以改善抗腐蝕性能[28]。作為混合納米填料，氮化硼、MWCT和銀NPs也被添加到Ep中，以提升其電化學(xué)性能，并證明可作為鋁合金涂層的防腐涂層[29]。此外，雙層鋁-Ep與Zn結(jié)合使用[30]。在增強(qiáng)其他類型聚合物基體時，功能化的Mo?N-GCN也被整合到聚氨酯基體中[31]。新型氨基三嗪殼聚糖（CNDHT和CNDT）可減少鋼在酸性溶液中的腐蝕[32]。同時，GO和SiO?-GO也被整合到富鋁Ep-聚酯粉末中[32]。由于稀土元素具有顯著的極化性、穩(wěn)定性和增強(qiáng)屏障效應(yīng)[33]，近期研究越來越多地探索不同稀土氧化物納米顆粒（如CeO?-GO[34]、CeO?改性GO[35]、摻雜Er3?和Yb3?的LaF?[36]、Y?O?在高電壓環(huán)境中的影響[37]，以及不同濃度CeO?和Sm?O?對Ep基體機(jī)械和電化學(xué)性能的影響[38]對Ep電化學(xué)性質(zhì)的影響。

電化學(xué)阻抗譜（EIS）和循環(huán)伏安法是用于確定多種電化學(xué)特性的技術(shù)。這些技術(shù)用于分析電化學(xué)系統(tǒng)與電流、電阻或電壓等參數(shù)之間的關(guān)系[39]。EIS是一種高靈敏度且非破壞性的電化學(xué)分析方法，對開發(fā)高性能材料、優(yōu)化電池和超級電容器、提升生物傳感器和燃料電池性能以及提高耐腐蝕性至關(guān)重要。此外，在廣泛的工程應(yīng)用中，評估電化學(xué)性質(zhì)也非常重要。例如，腐蝕電流密度和電荷轉(zhuǎn)移電阻（Rct）對于研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)[40]、儲能系統(tǒng)[41]、電化學(xué)電容器的電解質(zhì)[42]、電動汽車和飛機(jī)用電池[43,44]以及用于儲能系統(tǒng)的金屬有機(jī)框架材料[45]的腐蝕情況至關(guān)重要。

探索性數(shù)據(jù)分析（EDA）對于研究儲能和先進(jìn)材料科學(xué)技術(shù)中的各種電化學(xué)性質(zhì)至關(guān)重要。EDA有助于全面理解復(fù)雜數(shù)據(jù)集，識別模式、異常現(xiàn)象和基本結(jié)構(gòu)，從而為新型材料的開發(fā)和電化學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化提供依據(jù)。例如，通過EDA研究了作為鋰離子電池可持續(xù)聚合物粘合劑的木薯淀粉的電化學(xué)性質(zhì)，評估了其作為傳統(tǒng)粘合劑的替代方案的可行性和性能指標(biāo)[46]。

機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）算法在預(yù)測電化學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用顯著增加，因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)崿F(xiàn)電化學(xué)系統(tǒng)的有效和最優(yōu)設(shè)計[47,48,49]。近年來，物理引導(dǎo)的機(jī)器學(xué)習(xí)（PGML）建模技術(shù)成為多個工程領(lǐng)域（包括電化學(xué)領(lǐng)域[50,51]）的最佳選擇之一。PGML的主要優(yōu)勢在于它結(jié)合了基于物理的模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型，使機(jī)器學(xué)習(xí)能夠理解系統(tǒng)的真實(shí)物理機(jī)制，并將其與實(shí)驗(yàn)結(jié)果映射起來，而不僅僅是基于簡單的輸入和輸出創(chuàng)建學(xué)習(xí)框架。此外，PGML適用于靜態(tài)和動態(tài)系統(tǒng)，并通過對模型進(jìn)行特定修改來進(jìn)行訓(xùn)練。在電化學(xué)領(lǐng)域，多種ML算法在PGML建模中表現(xiàn)出優(yōu)異性能，如支持向量回歸（SVR）[52]、高斯過程回歸（GPR）[53]和前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[54]。留一法交叉驗(yàn)證（LOOCV）也被用于驗(yàn)證模型的可重復(fù)性和魯棒性[55]。SVR和GPR在處理小數(shù)據(jù)集時也表現(xiàn)出良好的兼容性和性能[55]。

在各種應(yīng)用中，使用不同納米填料（如NPs或納米纖維）增強(qiáng)Ep基體的研究日益增多。盡管已有文獻(xiàn)記錄了不同稀土氧化物（REOs）對多種材料系統(tǒng)（尤其是Ep基體）電化學(xué)行為的影響[56,57,58]，但相關(guān)研究仍較為有限。在稀土氧化物中，氧化釹（Nd?O?）因其較大的表面積、獨(dú)特的催化活性和增強(qiáng)復(fù)合材料電學(xué)特性的能力而具有特別的前景。然而，利用Nd?O?增強(qiáng)Ep基體的效果尚未得到充分探索，尤其是在其對Ep電化學(xué)性質(zhì)的影響及最佳添加量的確定方面。

鑒于Nd?O?納米顆粒的極性氧化物特性和較大表面積，假設(shè)通過改變Nd?O?的添加量，可以顯著影響Ep樹脂基體的電化學(xué)性質(zhì)。本研究旨在通過將制備的復(fù)合材料涂層施加到玻璃碳電極（GCE）上來，探索不同濃度的Nd?O?納米顆粒對Ep基體電化學(xué)響應(yīng)的影響。同時，利用EDA確定了變量與輸出值之間的模式和關(guān)系。PGML模型采用SVR和GPR構(gòu)建，并通過LOOCV進(jìn)行驗(yàn)證。這些研究強(qiáng)調(diào)了參數(shù)之間的隱藏關(guān)聯(lián)，這些參數(shù)與添加量共同影響電化學(xué)參數(shù)。采用PGML的重要性在于，傳統(tǒng)EIS分析僅能提供定性趨勢，而無法捕捉重量百分比、介電特性與多種電化學(xué)參數(shù)之間的復(fù)雜非線性關(guān)系。PGML能夠提取這些隱藏的相關(guān)性，并以較少的實(shí)驗(yàn)工作預(yù)測最佳添加量，從而加速涂層設(shè)計的決策過程。