多功能和耐久性超疏水表面的研制进展

李 晓，盛丽萍，王宇轩

(1.湖南师范大学化学化工学院，中国 长沙 410081；2. 中国科学院理化技术研究所，中国 北京 100190)

在探索科学的路上，自然界及生物体本身独有的一些性质引起了人们广泛关注。比如，清晨或雨后荷叶表面滚动的水珠，除了引发文人墨客无数诗情，更吸引了科学研究者们的注意。比如，荷叶表面、水黾足、蝴蝶翅膀等[1-6]，它们的表面同时具备超大的接触角和低滚动角，这样的表面在自清洁、防污防菌、防冰抑霜、油水分离、流体减阻、冷凝换热等方面都展现出极大的应用价值[7-10]。因此，人们在很多领域都尝试引入超疏水性质，对超疏水表面在实践中的应用寄予厚望，并在世界范围内掀起了超疏水表面的研究热潮[11，12]。

在单一超疏水功能越来越不能满足多种应用需求时，开发更具有实践意义的多功能超疏水表面成为该领域的主要研究方向[13,14]。但各种功能得以展现的前提是超疏水表面在各种环境下具有优秀的耐久性，因此，以提高耐久性目的的机械鲁棒性和自愈性超疏水表面也成了近年的研究热点。因此，本文将从超疏水原理、多功能超疏水表面、耐久性超疏水表面3方面介绍该领域的最新研制进展。

1 超疏水表面的原理

学术界一般将接触角大于90°的固体表面称为疏水表面，接触角大于150°为超疏水表面，接触角小于90°为亲水表面，小于5°为超亲水表面。研究表面接触角的常见模型有Young’s方程、Wenzel模型、Cassie-Baxter模型[15]。Young’s方程只适用于表面组成均匀、平滑的理想表面；……