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聚合物基复合材料金属微纳结构的制备及其应用研究的任务书
一、研究背景及意义
聚合物基复合材料具有较高的强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性等优良性能，在逐步替代传统材料的同时在航空、航天、汽车、电子工业等领域得到广泛应用。与此同时，金属微纳结构也因其独特的物理、化学、力学性能被广泛认可和研究，金属微纳结构与复合材料的结合能够产生一系列崭新的性质及其应用，特别是在生物医学和纳米电子器件领域得到广泛关注。
随着微纳加工技术的不断发展，金属微纳结构的精度和尺寸控制已经达到亚微米甚至纳米级别，复合材料基体的制备技术正朝着更高性能的方向发展。因此，本文旨在探索新材料的制备工艺及其性能调控，探究聚合物基复合材料中金属微纳结构的制备方法，主要包括三个方面:(1)化学合成保存有含金属离子功能基；(2)聚合物基复合材料中金属微纳结构的制备和表征；(3)复合材料中金属微纳结构的应用。
二、研究内容及技术路线
2.1化学合成保存有含金属离子功能基
金属离子在聚合物基复合材料中具有多种生物医学和电子器件的应用价值。因此，我们计划采用先进的合成方法，向聚合物材料中引入含金属离子功能基。主要研究内容包括：
（1）金属离子功能基的选择，包括稳定性、活性和耐热性等方面的综合评估。
（2）优化反应条件，包括反应时间、反应温度、反应剂比例等参数的选择和优化。
（3）对反应产物进行红外光谱、核磁共振、紫外吸收等分析表征，以确定其成功引入金属离子功能基，请国内外同行进行交叉检验。
2.2聚合物基复合材料中金属微纳结构的制备和表征
聚合物基复合材料中金属微纳结构的制备方法有很多种，包括电镀、化学气相沉积、离子束刻蚀、ECR等等。我们打算使用纳米压印技术来制备金属微纳结构，并对其性能进行相关表征。具体研究内容如下：
（1）根据聚合物基复合材料的性质，在印刷预处理中选择最合适的方法来准备表面。
（2）采用压印模板与纳米金属颗粒的结合技术，制备聚合物基复合材料中的金属微纳结构。
（3）对制备的金属微纳结构进行表征，主要包括扫描电子显微镜(SEM)和磁力显微镜(MFM)等方法。
2.3复合材料中金属微纳结构的应用
金属微纳结构可以为复合材料带来许多新的性质，例如更高的强度、导电性、光学性能等等，因此，我们将研究它们在生物医学和电子器件领域的应用，具体研究内容如下：
（1）生物医学应用。研究金属微纳结构在生物医学应用中的物理性能，如细胞毒性、抗菌等，结合聚合物材料的生物相容性和生物降解性，开发新型的生物可降解和生物质量传感器等器件。
（2）电子器件应用。研究金属微纳结构在微电子和光电领域的应用，如纳米电学、出光器等。
三、预期研究成果
（1）成功合成聚合物基复合材料中含金属离子功能基，获得稳定性和耐热性。
（2）成功制备聚合物基复合材料中金属微纳结构。
（3）成功开发具有生物可降解和生物质量传感特性的复合材料，并对其进行相关性能评估。
以上预期成果将有助于聚合物基复合材料的制备及其应用的进一步发展，将促进我国复合材料领域的战略性发展，推动材料科学和相关领域的进一步发展。