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长效铜基超疏水表面的构建及性能研究的任务书
任务书：长效铜基超疏水表面的构建及性能研究
一、研究背景及意义
超疏水表面因其具有特殊的润湿性能，在自清洁、抗污染、液滴自动排列等方面具有广阔的应用前景。然而，目前市场上的大多数超疏水材料仍面临着耐用性差、制备成本高、环境适应性差等问题，局限了其在实际工程领域的应用。
针对这一问题，本研究拟基于铜基材料，构建长效的超疏水表面，并深入探究其润湿特性、力学性能、耐候性能等关键性质，旨在为实现高效的超疏水表面提供新思路和技术支持。
二、研究内容及具体任务
1.材料制备
（1）制备铜基底材，采用精密电化学加工技术，调控材料表面形貌和晶体结构，保证其表面光洁度和晶界清晰度，为超疏水表面的构建打下良好的基础。
（2）基于后处理技术，构建铜基超疏水表面。首先采用物理气相沉积或化学气相沉积法制备纳米级TiO2或SiO2薄膜，然后利用纳米级颗粒组装成特殊的微/纳米结构，最终形成超疏水表面。
2.性能测试
（1）润湿性能测试，包括接触角和接触角滞后的测定，进一步探究超疏水表面的润湿机理。
（2）力学性能测试，评估铜基超疏水表面的硬度和韧度等关键力学性能，并探究表面结构与其力学性能的关系。
（3）耐候性能测试，采用模拟自然气候变化的实验方法，研究铜基超疏水表面在不同环境下的稳定性和耐久性，为实际应用提供参考依据。
3.性能优化
在以上研究基础上，进一步对铜基超疏水表面的结构、成分、形貌等进行优化调控，以提高其润湿、力学和耐久性能，在实现超疏水表面高效性能的同时，达到成本可控的目标。
三、研究计划及措施
1.时间计划
本研究计划历时两年完成，具体研究进度如下：
第1-3个月：文献综述
第4-12个月：材料制备和超疏水表面构建
第13-18个月：性能测试及数据分析
第19-24个月：性能优化及实际应用展示
2.实验措施
（1）材料制备和超疏水表面构建：采用精密电化学加工、物理化学气相沉积、焊接等技术手段。
（2）性能测试：润湿性能测试采用接触角计或使用三角形附着法；力学性能测试采用纳米压痕或微针压痕等方法；耐候性能测试采用人工气候室或模拟自然环境的方式。
（3）数据分析：采用紫外可见光谱、荧光光谱、扫描电镜等多种分析手段进行表征和数据分析。
四、经费预算
本研究预计总经费为50万元，其中材料费用为30万元，设备购置费为10万元，人员费用为10万元。
五、预期成果与应用前景
本研究将基于铜基材料构建长效的超疏水表面，并深入探究其润湿特性、力学性能、耐候性等关键性质。预计将取得以下成果：
（1）成功构建基于铜基材料的超疏水表面，具有较高的润湿性能和机械强度。
（2）探究表面结构与润湿、力学和耐久性能的关系，为超疏水表面材料的性能优化提供参考。
（3）开发一种新型高效、稳定、低成本的超疏水表面材料，具有较广泛的应用前景，例如在建筑、交通运输、航空航天、生物医学等领域中的自清洁、抗污染、液滴集成等方面。