仿生结构的石墨烯基复合材料的制备及性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，仿生材料因其独特的结构和优异的性能，成为材料科学领域的研究热点。

石墨烯作为一种新型二维纳米材料，具备优异的力学、电学、热学等性能，在复合材料领域展现出巨大潜力。

将仿生结构与石墨烯基复合材料相结合，有望开发出性能更加优异的新型材料，应用于航空航天、能源存储、生物医药等领域。

2. 本选题国内外研究状况综述

仿生结构材料和石墨烯基复合材料是近年来材料科学领域的热门研究方向，国内外学者对此进行了大量的研究工作。

1. 国内研究现状

国内学者在仿生结构石墨烯基复合材料的研究方面取得了一定的进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以仿生结构为设计理念，以石墨烯为主要功能材料，开展以下几方面的研究：
1.仿生结构设计：-研究自然界中具有特殊性能的生物结构，例如荷叶的超疏水结构、蜘蛛丝的高强度结构等。

-利用计算机模拟等手段，对仿生结构进行优化设计，使其适用于石墨烯基复合材料的制备。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论模拟、实验制备和性能测试相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论模拟：-利用计算机模拟软件，对选定的仿生结构进行建模和优化设计，预测其力学、电学、热学等性能。

-研究石墨烯与基体材料之间的界面相互作用，优化复合材料的制备工艺参数。

2.实验制备：-采用化学气相沉积法、氧化还原法等方法制备高质量石墨烯材料，并对其进行表征。

5. 研究的创新点

本研究的预期创新点在于：
1.设计制备新型仿生结构石墨烯基复合材料：-通过结合多种仿生结构的优势，设计出具有多功能特性的新型仿生结构。

-探索新的石墨烯基复合材料制备工艺，提高材料的性能和稳定性。

2.揭示仿生结构与材料性能之间的构效关系：-通过系统研究仿生结构对材料力学、电学、热学等性能的影响，建立结构与性能之间的联系。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

## 参考文献

[1] 张涛, 刘颖, 张清杰. 仿生材料的研究进展[j]. 功能材料, 2018, 49(5): 5001-5012.

[2] 王刚, 张立群, 成会明. 石墨烯的制备及其电化学储能应用[j]. 化学进展, 2016, 28(1): 1-15.