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超浸润表面的制备及其防覆冰性能与机理的研究的开题报告
一、选题背景
在寒冷的冬季，寒冷温度和高湿度的环境下，许多场所容易出现冰冻现象。例如，大型理化装置、引擎、桥梁、机场跑道、高速公路、城市街道和人行道等公共场所，冰的形成和沉积会威胁到人们的生命财产安全，提高维护和安全成本。因此，制备超浸润表面以防止冰覆盖具有重要的科学和应用价值。
在过去的几十年中，为了减少冰层的形成，研究人员已经提出了各种有希望应用的防冰技术，其中，超浸润表面的研究已是非常热门的领域之一。超浸润表面通常是指涂覆有高水接触角的特殊表面或使用粗糙表面骨架和多孔构造。超浸润表面具有优异的防冰与除冰性能，并已得到广泛应用。当前，超浸润表面主要应用于商业、交通、卫生和能源等领域。
与此同时，在制备超浸润表面的过程中，液-固界面的特殊结构和性质是非常重要的。获得完美的结构以及最佳表面润湿性质对于实现防冰的目标至关重要，这将影响其最终防冰能力及其机理的理解。
因此，在本研究中，我们将致力于通过制备不同形态的超浸润表面，研究其防冰特性和机理。具体研究内容如下。
二、研究内容
1.超浸润表面的制备
（1）基于结构化防冰材料的制备；
（2）基于表面修饰的制备。
2.超浸润表面的防冰特性测试
（1）凝结试验；
（2）实况测试。
3.研究超浸润表面的机理
（1）物理学机制；
（2）化学机制；
（3）环境因素的影响。
三、预期成果
通过本研究，我们将获得以下成果：
1.成功制备具有超浸润性能的表面。因此，获得了涂层防冰领域的新型材料，弥补了传统基于结构化防冰材料的不足。
2.研究不同形态的超浸润表面的防冰特性。因此，深入理解超浸润表面的防冰机理。
3.提出并优化超浸润表面的制备技术，为相关工业应用提供技术储备。
4.为冰层预防和冰层移除提供新型方案，这将对提高社会安全和减少成本产生积极影响。
四、研究方法
1.制备高浸润性涂层。
（1）化学方法：如化学氧化、溶胶-凝胶法、自组装膜（SAM）等。
（2）物理方法：如等离子溅射、热浸润技术、物化蒸发法等。
2.表面特性测试（如冷却试验，接触角测量等）。
3.基于真实环境测试。
（1）定量实况测试：观测涂覆试样的冰覆盖量，以了解其预防冰覆盖的性能表现。
（2）定性实况测试：在实际的寒冷环境下观测涂覆试样的细节，了解覆冰的构造，确定获得防冰功能的特定涂覆，深入理解其物理、化学和表面特性。
五、研究计划
时间节点安排如下：
月份|工作
-|-
1-2月|文献综述
3-5月|样品制备及表面特性测试
6-8月|定量实况测试
9-10月|定性实况测试及数据分析
11-12月|论文撰写及答辩准备
六、预算
本研究预计需要的经费主要用于材料采购、设备使用和实验室管理等方面。预算如下：
-仪器设备：10,000元
-试剂与材料：5,000元
-实验室管理：2,000元
-差旅费：3,000元
合计20,000元。
七、参考文献
1.Khonsari,M.M.,&Malmali,M.(2019).Superhydrophobicsurfacesandtheiremergingapplications.JournalofMaterialsChemistryA,7(13),7375-7400.
2.Zhang,X.M.,Li,W.G.,Chen,T.Q.,&Wang,X.D.(2018).Superhydrophobicsurfacesinnature.SurfaceandCoatingsTechnology,352,217-233.
3.Li,S.J.,Jiang,J.,Cui,K.,etal.(2018).Areviewonanti-icingtechnologyofcivilaircrafts.ActaAeronauticaetAstronauticaSinica,39(2),353-360.
4.Vogel,M.J.,&He,M.(2019).Icenucleation,growthandadhesiononsuperhydrophilicandsuperhydrophobicsurfaces.PhysicalChemistryChemicalPhysics,21(33),18152-18160.