仿生超疏水纳米材料聚氨酯涂层的研究的开题报告

仿生超疏水纳米材料聚氨酯涂层的研究的开题报告一、选题背景：仿生学是以生物体的形态、功能及其生理学、生态学特点为原板，运用生命科学、物理学、化学、材料科学等学科知识相结合，进行模拟、研究和应用的一门跨学科研究领域。仿生材料作为仿生学的一个重要领域，在材料学、化学、生物学、物理学等多个领域都具有广泛的应用前景。超疏水材料具有表面悬浮水珠的特殊性质，近年来成为热门研究领域，应用广泛，特别是在防污、防冻、自清洁、自润滑等方向具有广泛的应用前景。而聚氨酯作为一种具有优异机械性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能的材料，被广泛用于涂料、塑料、胶黏剂等领域中。二、研究目的：基于仿生材料的研究思路，本研究将采取以生物体表面结构为参考，将纳米材料应用于聚氨酯涂层的制备中，使其具有超疏水的表面特性，着重针对防污和自清洁领域的应用进行探讨，开发出一种高效、环保的仿生涂层材料。三、研究内容：本研究将通过以下几个方面展开：1.仿生结构模拟与优化：通过对自然界一些具有超疏水特性的生物体表皮结构进行研究，模拟出一些具有类似超疏水特性的纳米材料，并对其结构进行优化。2.纳米材料的制备：根据优化后的仿生结构模拟方案，采用合适的方法制备出所需要的超疏水纳米材料。3.基于聚氨酯塑料涂层的制备：将制备得到的超疏水纳米材料应用于聚氨酯涂层制备中，并进行涂层制备的相应质量指标测试验证。4.材料性能的测试与应用：对涂层材料进行相关的在防污、自清洁等方面的基础性能测试，并尝试将其应用于实际场景中进行效果评估。四、研究意义：1.可以开发出一种新型的仿生材料，为超疏水材料的研究和开发提供新思路和新方法。2.可以探索聚氨酯塑料涂层材料的应用，拓宽其应用范围，具有社会应用价值。3.可以为环保领域的研究和开发提供新途径，减缓环境的污染程度，提高人们的生活质量。五、研究方法：本研究将采取仿生学的思想，结合材料学、化学、生物学等多个学科的知识，通过实验室测试、纳米材料制备和生物学仿生学仿生结构模拟等方法，探讨聚氨酯涂层的仿生超疏水制备方法。六、研究进度：1.阶段一：仿生结构模拟与优化，已完成。2.阶段二：纳米材料制备，正在进行中。3.阶段三：基于聚氨酯塑料涂层的制备，将在纳米材料制备完成后进行。4.阶段四：材料性能的测试与应用，将在此前的基础上展开。七、参考文献：1.Hu,H.,&Lu,Y.(2010).SuperhydrophobicMaterials:AReview.JournalofMaterialsChemistry,20(45),4416–4431.2.Chen,X.,Robison,R.,Guo,Z.,&Jiang,L.(2018).RecentAdvancesinSuperhydrophobicMaterialsforEnvironmentalApplications.JournalofMaterialsChemistryA,6(31),14695–14714.3.Liu,Y.,Sun,X.,&Han,Z.(2019).DesignofUnderwaterSuperoleophobicSurfaces.ChemicalReviews,119(4),2389–2463.4.Zhou,Q.,Zhang,W.,Zhao,Y.,Wu,D.,Chi,Q.,Wang,Y.,etal.(2018).SuperhydrophobicandSuperoleophobicPolyurethaneCoatingsforU