本项目研制的仿水黾四足复合材料水面滑行器有利于具有高负载力的水面快速推进运输装置的设计制造,推动相关产业的技术进步;本项目研究的复合材料表面超疏水结构制备技术能赋予复合材料表面自清洁、防冰冻、耐腐蚀等特性。项目的主要创新点:发展了一种新的制备超疏水表面的方法,首次在复合材料上制备出了超疏水表面;首次采用复合材料制备出了具有类似水黾性质的超疏水和高负载力的简易水面滑行器。
聚合物基复合材料由于具有重量轻、可设计性强、高比强度、高比模量等优点而日益引起广泛的关注,我校在聚合物基复合材料研究方面具有独特的优势和基础,以聚合物基复合材料为基础制备仿水黾滑行器具有比其它材料(如金属等)更多的优势,本项目的研究对于开发水面高负载力、快速推进的新型水上交通工具和新型战斗装备如军舰等具有重大的参考和借鉴价值,同时,可推动聚合物基复合材料超疏水表面制备技术在高铁、汽车、风电装置、建筑物等结构体外表的应用,提高其自清洁、抗冰冻及耐腐蚀性等。主要内容: 1、超疏水复合材料板的制备及其性能表征(1)制备纳米氧化铜粉体。(2)制备复合材料板。(3)利用纳米喷粉结合自组装技术制备超疏水表面。(4)复合材料板超疏水性能的表征。 2、仿水黾四足复合材料水面滑行器的制备及其性能表征(1)设计并制备简易的超疏水复合材料水面滑行器。(2)滑行器超疏水性能的表征。(3)滑行器结构的优化设计。(4)尝试加载动力装置及放大实验。重要观点:(1)通过合适的技术在聚合物基复合材料表面构建一定微观结构并修饰低表面能物质可以获得超疏水聚合物基复合材料。(2)聚合物基复合材料具有重量轻、比强度高的特点,采用超疏水聚合物基复合材料制备高负载力水面滑行器是正确的选择。(3)仿水黾聚合物基复合材料水面滑行器在军工等领域有非常重要的潜在应用前景。(4)本项目的研制有助于推动和加速高负载力、快速推进的水上交通工具以及战斗装备的研究进程。创新特色:(1)发展了一种新的制备超疏水表面的方法,该方法不仅适用于聚合物基复合材料,对其它材料如金属、塑料等也适用。(2)首次在聚合物基复合材料上制备出了超疏水表面。(3)首次采用聚合物基复合材料制备出了具有类似水黾性质的超疏水和高负载力的简易水面滑行器。实践意义:(1)制备出的仿水黾聚合物基复合材料水面滑行器对于开发新型具有高负载力的水面快速推进能力的运输装置或战斗装备等具有重要的指导意义和推广应用前景,同时在水面侦查和环境监测等微型机器领域也具有重要的推广应用前景。(2)聚合物基复合材料在日常生产及生活中的应用越来越广泛,聚合基复合材料的超疏水结构表面制备技术在复合材料装置表面自清洁、防冰冻、耐腐蚀等领域具有十分重要的推广应用前景。社会影响:(1)本项目研制的仿水黾聚合物基复合材料水面滑行器具有水面高负载力及高运行速度的特性,有利于具有高负载力的水面快速推进运输装置的设计制造,推动相关产业的技术进步,为推进长沙市新型工业化进程做出贡献。(2)本项目研究的聚合物基复合材料表面超疏水结构制备技术,能赋予复合材料表面自清洁、防冰冻、耐腐蚀等特性,使得聚合物基复合材料未来技术水平大大提升。 (3)上述聚合物基复合材料表面超疏水结构的制备技术还可应用于高铁、汽车等金属结构或复合材料结构表面,应用于风电叶片装置、建筑物结构表面、包装材料表面等,使得这些表面也具有自清洁、防覆水冰冻、耐腐蚀等特性,从而推动新材料产业的下游,如装备制造业、建筑业等的技术进步。
第十二届“挑战杯”作品 三等奖
2010年5月,国防科大第九届“创新杯”学员课外学术科技作品竞赛,获二等奖 2010年5月,长沙市第七届“大学生科技创新创业大赛”,获一等奖