仿生超疏水表面的制备及其海水腐蚀防护性能研究的开题报告.docx

仿生超疏水表面的制备及其海水腐蚀防护性能研究的开题报告
一、选题背景及意义
海洋是地球上最大、最广阔的生态系统之一，其水体占据全球地表面积的71%。海洋腐蚀是海洋环境腐蚀的一种特殊形式，主要由水在金属表面形成的一层电化学环境引起。在海洋环境中，许多金属设备、建筑和结构都会面对海水对其毁坏的威胁，导致海洋生态环境遭受巨大影响，直接危及人类海洋资源的开发利用和全球可持续发展战略的实现。因此，如何有效地防止海水对其的腐蚀具有重要的现实意义。
自然界中有许多动物体表都具有自清洁的能力，表现出优异的超疏水性，如莲花叶、荷叶、鸟羽等。这启发人们从生物学的角度出发，利用仿生学原理，构建仿生超疏水表面，应用于海洋设备、建筑、结构等的表面防护中成为一种热点研究方向。
二、研究目的与内容
本研究旨在研究仿生超疏水表面在海水环境下的应用，探究其抗海水腐蚀性能及其腐蚀机理。具体内容包括：
1、基于仿生学原理，采用化学方法构建仿生超疏水表面。
2、通过表面测试仪对样品表面进行超疏水性能测试，并考察超疏水性能对海水腐蚀的影响。
3、通过半潜水式海洋腐蚀实验装置对仿生超疏水表面进行海水腐蚀试验，深入探究表面的海水腐蚀机理。
4、对仿生超疏水表面与传统防腐涂层进行海水腐蚀性能对比试验，并分析其优缺点和应用前景。
三、研究方法
1、制备仿生超疏水表面：采用改性硅溶胶、氟硅油等化学处理方法，制备超疏水表面。
2、表面测试：采用接触角法和水滴滚动时间方法对样品表面进行超疏水性能测试。
3、半潜水式海洋腐蚀实验装置：采用倒转式海水腐蚀装置，对仿生超疏水表面进行海水腐蚀试验。
4、电化学测试：采用电化学阻抗谱（EIS）、极化曲线等方法研究仿生超疏水表面海水腐蚀机理。
五、研究结果与预期效益
预计通过本研究可以制备出仿生超疏水表面，研究其在海水腐蚀环境下的防护效果和腐蚀机理。结果可以为海洋结构、设备的表面防护提供一种新的有效方法，进一步拓展仿生超疏水表面的应用领域，同时也能为海洋环境保护和可持续利用提供新思路。