超疏水材料制備研究進(jìn)展

林曉雪，張妍，張大帥，宋軍軍，李晨，張?zhí)K敏，孫天一，張小朋，史載鋒，林強(qiáng)

(海南省水污染治理與資源化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南師范大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，海南 海口 571158)

超疏水表面本質(zhì)上具有幾個(gè)吸引人的特性，包括自我清潔的能力、防污染能力等。典型的超疏水表面具有微/納米結(jié)構(gòu)的粗糙度和低表面能的結(jié)合，使其具有不尋常的抗?jié)櫇裥阅堋Ｓ捎谄洫?dú)特的功能，這些表面在日常的研究和工業(yè)領(lǐng)域引起了科學(xué)家們的興趣。近幾十年來(lái)，研究人員已經(jīng)開發(fā)了許多合成方法來(lái)產(chǎn)生新的超疏水表面，模仿自然表面。這些合成表面被廣泛應(yīng)用、實(shí)用的應(yīng)用于不同類型的襯底上。本文綜述了近幾年超疏水材料制備的各種方式及其進(jìn)展，并探討了超疏水材料的基本原理和主要存在的問(wèn)題及其應(yīng)用前景。

在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用的要求下，固體基質(zhì)的潤(rùn)濕行為一直是人們研究的熱點(diǎn)[1]。一般而言，潤(rùn)濕性主要受物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的控制，因此可以合理地結(jié)合層次性粗糙來(lái)形成具有極端疏水性的固體表面。根據(jù)這個(gè)原理許多科學(xué)家制造出了具有超疏水性能的材料[2]。

1 超疏水材料疏水機(jī)理

一般，材料表面模仿自然的自清潔表面[3-5]。超疏水表面是抗?jié)櫇竦?；水滴在表面上的接觸角大于150°，并且滾降角/接觸角滯后小于10°。 接觸角是具有固體表面的液滴邊緣處的角度。液滴的接觸角決定了表面能量和表面張力，它的值是由固、液、氣三相與三相界面的固相表面的接觸點(diǎn)處液滴的切線決定的(見圖1)。

圖1 顯示了位于固體表面上的液滴的液體/蒸汽/固體接觸線的三個(gè)階段的力[6]Fig.1 Forces showing the three phases ofa liquid/steam/solid contact line of a dropletlying on a solid surface

液滴周長(zhǎng)是由固相(S)、液體(L)和氣體(V)，通常是以蒸汽相三相的極限來(lái)定義的，它們形成了三個(gè)分離的界面，即S-L、S-V和L-V。1805年，Thomas Young描述了理想光滑表面的平衡條件如下：

γSV=γLS+γLVcosθ

其中，γ是表面張力，γSV在S-V界面，γLS在L-S界面，γLV在L-V界面。在實(shí)踐中，因?yàn)榻佑|角和液體表面張力可以容易地測(cè)量，這個(gè)方程被簡(jiǎn)化為如下形式：

γ=γL(cosθ-1)

根據(jù)圖2所示的三種類型，一般將表面的潤(rùn)濕行為分類為：親水表面的接觸角在0°<θ≤90°以內(nèi)，疏水表面在90°<θ≤150°范圍內(nèi)，當(dāng)水接觸角在150°<θ≤180°范圍內(nèi)，后者稱為超疏水表面，滑動(dòng)角必須小于10°。非濕潤(rùn)表面的WCA=180°接觸角隨液體的變化而變化。

圖2 水接觸角三種類型[7-9]Fig.2 Three types of water contact angle

對(duì)于粗糙表面，液滴下面的凹凸不平被蒸汽覆蓋，液體不進(jìn)入表面凹槽(圖3)。在這種情況下，液-面界面是由兩個(gè)相組成的界面，一個(gè)是液-固界面(f1)，和一個(gè)液-汽界面(f2)。根據(jù)Cassie-Baxter[10]接觸角是不同相的所有貢獻(xiàn)之和，下列方程式所示：

cosθCB=f1cosθ1+f2cosθ2

其中，f1和f2分別是1相和2相的表面分?jǐn)?shù)；θ1和θ2是1相和2相的接觸角。

圖3 顯示Cassie和Baxter描述的自然潤(rùn)濕行為[11]Fig.3 Shows the natural wetting behavior describedby Cassie and Baxter

為了理解粗糙表面的潤(rùn)濕，Marmur[12]提出了一套完整的粗糙表面液滴平衡條件，強(qiáng)調(diào)了固體表面形貌與溫澤爾(均相)之間的關(guān)系，并且還有Cassie-Baxter潤(rùn)濕機(jī)制。在實(shí)際應(yīng)用中，超疏水表面應(yīng)保持其在動(dòng)態(tài)下排斥穿透液滴的能力條件[13]。

許多研究人員考慮了液滴在超疏水表面上的動(dòng)態(tài)影響。水滴/表面沖擊的不同模式(擴(kuò)散、回彈和飛濺)與撞擊速度、液滴體積、表面性質(zhì)以及所用液體的物理性質(zhì)有關(guān)。水滴/表面接觸時(shí)間、彈跳彈性和液滴形貌也被研究過(guò)[14]。

2 超疏水材料制備

Wenel和Cassie模型[10]表明在促進(jìn)親水和疏水表面上，表面的粗糙度是整體的。自然界中的許多超疏水表面具有顯著的粗糙度和微/納米結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)家們利用各種方法來(lái)模擬自然界固有的超疏水表面。超疏水表面加工技術(shù)可分為“自頂向下”和“自下而上”兩種方法。自頂向下的方法包括光刻、表面等離子處理和基于模板的技術(shù)。自下而上的方法包括化學(xué)沉積、逐層沉積和膠體組裝。也有一些技術(shù)結(jié)合自下而上和自上而下的方法，如澆鑄聚合物溶液和相分離。

為了在固體表面和水滴之間的界面上實(shí)現(xiàn)這種復(fù)雜的響應(yīng)，表面必須滿足多種技術(shù)要求。例如，表面必須呈現(xiàn)多維納米/微尺度形貌，并具有可調(diào)諧的化學(xué)特性。

2.1 光刻蝕

光刻是一種用于將計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的圖案轉(zhuǎn)移到襯底表面上的方法，并且是一種制備超疏水表面的較廣泛的方法。光刻蝕可以控制表面形貌，包括：光刻技術(shù)、軟光刻技術(shù)、電子束光刻技術(shù)、納米印跡光刻技術(shù)、x射線光刻技術(shù)、x射線光刻和膠體光刻[15]。李等[16]利用直接激光干涉光刻制造高度有序的超疏水結(jié)構(gòu)，其具有在硅芯片表面上的雙微孔和納米尺度。這些超疏水結(jié)構(gòu)是通過(guò)控制四束激光器的干涉過(guò)程并采用氫氟酸(HF)來(lái)去除在該過(guò)程中形成的二氧化硅而制成的。最終條件下接觸角可達(dá)153.2°。

康等[17]成功地提出了利用Marangoni不穩(wěn)定性制造超疏水表面的簡(jiǎn)單并且廉價(jià)的方法。該方法涉及在揮發(fā)性溶劑中原位光聚合(SCP)，并用多孔聚二甲基硅氧烷(PDMS)覆蓋該表面，以產(chǎn)生具有納米和微結(jié)構(gòu)粗糙表面的超疏水表面。其在涂覆流體的Marangoni對(duì)流中的影響，多孔PDMS覆蓋有效地工作以產(chǎn)生接觸角高于160°的超疏水表面。另一方面，乙醇濃度的變化導(dǎo)致表面從親水到超疏水?？梢源_定乙醇濃度對(duì)接觸角值有重要影響。

倪伶俐等[18]利用雙甲硅烷基化烷烴前驅(qū)體的可見光可控自組裝可以逐步產(chǎn)生有機(jī)硅涂層，表現(xiàn)出兩個(gè)層次：納米級(jí)的薄片和微米級(jí)的板狀晶體。通過(guò)創(chuàng)建具有高表面粗糙度的致密且均勻的納米結(jié)構(gòu)微晶網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)超疏水性能。與其他方法相比，光刻法具有簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)。

2.2 溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法適用于獲得具有良好耐熱性的高質(zhì)量超疏水涂層。這種方法被認(rèn)為是對(duì)物理和化學(xué)沉積的補(bǔ)充方法。然而，該方法表現(xiàn)出若干缺點(diǎn)，涉及裂紋和厚度限制。熱處理有時(shí)會(huì)導(dǎo)致基板的劣化。原則上，溶膠-凝膠法通常用于制造有機(jī)材料聚合物。然而，在溶膠-凝膠步驟中，礦物聚合需要在溶劑(酒精或水)中進(jìn)行分子分散，然后逐漸轉(zhuǎn)化為三維網(wǎng)絡(luò)。該合成方法通常需要對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行熱處理，以通過(guò)水解和縮聚反應(yīng)將材料轉(zhuǎn)化在特定表面上[19-21]。該方法允許在各種基體(包括金屬、木材、玻璃和陶瓷)上沉積超疏水涂層。這個(gè)方法目前已被廣泛應(yīng)用于制備超疏水納米涂層。例如使用由甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)衍生的二氧化硅納米顆粒通過(guò)溶膠-凝膠技術(shù)制備的超疏水涂層。二氧化硅納米顆?；旌显谌苣z中，然后在玻璃基底上涂覆。超疏水性能隨納米顆粒含量的增加而增加，WCA為162.5°，鉛筆硬度為5H[22]。

徐等[22]用1H，1H，2H，2H-全氟辛基三甲氧基硅烷改性殼聚糖/硅膠復(fù)合材料合成了超疏水棉織物。通過(guò)改變制備參數(shù)，獲得完全覆蓋在棉織物上的海綿狀納米多孔結(jié)構(gòu)。所得棉織物與水(164°)、植物油(160°)和十六烷(156°)等各種液體都具有很高的接觸角。這些涂層還對(duì)濃硫酸(98%H2SO4)具有良好的耐受性，并且具有良好的機(jī)械性能。

2.3 化學(xué)和物理蝕刻

在自然界中，荷葉被認(rèn)為是超疏水表面的模型。這些葉片的結(jié)構(gòu)在整個(gè)表面上由兩個(gè)納米/微米級(jí)天然蠟覆蓋組成。荷葉具有較高的超疏水性，WCA>160°。荷葉的表面即使在泥土和污垢下也始終保持清潔。蝕刻技術(shù)主要受到這種自然結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，主要目的是增加基板的表面粗糙度。

薛等[23]通過(guò)堿刻蝕(化學(xué)蝕刻)、巰基硅烷改性和硫醇-烯鍵化學(xué)疏水等方法，制備了超疏水紡織材料。堿腐蝕使纖維表面產(chǎn)生納米坑，使織物具有層次性，提高了纖維對(duì)巰基硅烷的親和力。十二氟庚基甲基丙烯酸酯與巰基纖維的反應(yīng)降低了織物的表面能，使織物具有超親油性。在不同的化學(xué)物質(zhì)如酸、堿、鹽、丙酮、甲苯等的作用下，所得的超疏水織物具有良好的化學(xué)活性。并且，織物經(jīng)過(guò)4 500次磨損循環(huán)、200次清洗和長(zhǎng)時(shí)間紫外線照射后，保持了良好超疏水性。

Saleh等[24]采用簡(jiǎn)易二步法在不銹鋼表面涂覆了超疏水表面。在第一步中，用硫酸處理不銹鋼表面產(chǎn)生了表面粗糙度和氧化物功能。在第二步中，用十八烷基三氯硅烷(ODTCS)官能化。經(jīng)歷了一系列的表征，官能化不銹鋼表面顯示超疏水性和親油性能。水被表面強(qiáng)烈排斥，而非極性有機(jī)組分在表面迅速擴(kuò)散。從其高水接觸角來(lái)看，有很明顯的超疏水能力，接觸角為166.8°。開發(fā)的超疏水表面顯示出優(yōu)異的將非極性組分與水分離的能力。分離效率>99%，用于從水中分離各種非極性有機(jī)組分有很高的應(yīng)用能力。

最外層的去除可以通過(guò)物理蝕刻來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要技術(shù)之一是等離子消融[25]。該技術(shù)主要原理是用電子在低壓下轟擊樣品表面。這個(gè)過(guò)程通常是在氧基環(huán)境下進(jìn)行的，對(duì)官能團(tuán)進(jìn)行改性，該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以精確地選擇改性位置。換句話說(shuō)，可通過(guò)等離子體轟擊獲得選擇性處理的表面。激光源的處理時(shí)間和強(qiáng)度都可以控制，就可以控制激光的處理程度。棉織物的處理時(shí)間是幾十分鐘[26]。

水黽是其他有前途的超疏水表面的有趣例子，它們的腿上有特殊的分層陣列，使它們能夠在水的表面上輕松行走。這一特性激發(fā)了各種研究人員的靈感。例如，通過(guò)使用具有聚苯乙烯(PS)球體溶膠的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基材來(lái)合成肋狀毛發(fā)陣列狀材料。DAL光刻[27]隨后是氧等離子體反應(yīng)離子蝕刻。進(jìn)行等離子體處理或電子輻照以增加各種聚合物底物如聚四氟乙烯(PTFE)的疏水性[25]、聚酰亞胺(PI)[28]和氟乙丙橡膠(FEP)[29]。隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，聚酰亞胺(PT)的超疏水性增強(qiáng)，使PT的親水性增強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)了FEP的疏水性。最佳條件下的接觸角約為150°，具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性[30]。在PET中，雖然等離子體燒蝕導(dǎo)致表面形貌的變化取決于等離子體處理參數(shù)，但接觸角隨等離子體處理參數(shù)的增加而明顯降低，依賴于時(shí)間。在樣品表面涂覆全氟烷基硅烷涂層后的接觸角為160°。

賈樂(lè)勇等[31]首次報(bào)道了飛秒激光燒蝕的聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面上六種不同的超濕性的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)和理論分析均表明，水下油在固體表面的潤(rùn)濕性和水下氣泡的行為與基材表面在空氣中的潤(rùn)濕性密切相關(guān)。最初的飛秒激光誘導(dǎo)的微結(jié)構(gòu)PDMS表面在空氣中表現(xiàn)出出色的超疏水性，并且通常在水中變成超親油性和超好氧性。在被氧等離子體進(jìn)一步輻照后，粗糙的PDMS表面變?yōu)槌H水性。當(dāng)這種超親水PDMS表面浸入水中時(shí)，可以表現(xiàn)出水下的超疏油性和超疏水性。此外，通過(guò)隨后的選擇性氧等離子體處理，成功設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了飛秒激光燒蝕的PDMS表面上的各種超混合模式。所報(bào)道的超疏水、超親水、水下超疏油、水下超親油、水下超好氧和水下超好氧表面的制備原理對(duì)研究人員和工程師有效控制水滴、油滴和材料上氣泡的動(dòng)態(tài)行為具有重要的指導(dǎo)意義。

等離子體處理已成功地用于在涂層表面制備亞微米原纖維[32]，以及從Wenel到Cassie-Baxter行為的轉(zhuǎn)變。在某些特殊情況下，使用一些氟化氣體，例如CF4、C2F6和SF6[33]，代替氧誘導(dǎo)超疏水表面。 該技術(shù)在樣品表面具有粗糙的表面和良好的疏水性能。

2.4 化學(xué)氣相沉積

化學(xué)氣相沉積(CVD)是一種在加熱的襯底上沉積氣體前驅(qū)體以形成所需的固體薄膜的技術(shù)，這種方法含有化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)氣相沉積可用于制備粗糙的表面，制備微/納米顆粒，將納米棒轉(zhuǎn)變?yōu)楹暧^結(jié)構(gòu)，或者在粗糙的表面沉積一層薄的疏水膜。目前，CVD作為一種沉積疏水性薄膜的技術(shù)是研究人員非常感興趣的領(lǐng)域[34]。

莊云傲等[35]采用CVD方法制備了粘合劑環(huán)氧樹脂(EP)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)的復(fù)合材料。 EP層在基材上提供了牢固粘附的微米/納米結(jié)構(gòu)，而PDMS用作后處理以降低表面能。該項(xiàng)研究通過(guò)氣溶膠輔助化學(xué)氣相沉積(AACVD)在一定溫度、沉積時(shí)間和基材范圍內(nèi)進(jìn)行了EP膜的沉積。開發(fā)了一種新穎的動(dòng)態(tài)沉積溫度方法來(lái)創(chuàng)建多層周期性的微/納米結(jié)構(gòu)，從而顯著提高了表面機(jī)械耐久性。材料表面接觸角為160°，而水滴滑動(dòng)角經(jīng)常<1°。嚴(yán)格的砂紙磨損測(cè)試表明，超疏水性能得以保持，并具有出色的堅(jiān)固性，同時(shí)進(jìn)行了磨損，防腐蝕(pH=1～14，72 h)和紫外測(cè)試以顯示出薄膜良好的環(huán)境穩(wěn)定性。清除各種污染性粉末和水性染料的表面時(shí)證明了自清潔行為。這種用于制造高度耐用的超疏水性聚合物薄膜的靈活簡(jiǎn)便的方法為AACVD的可擴(kuò)展性和低成本生產(chǎn)提供了良好的應(yīng)用前景。

吳等[36]所制備的有磁性、耐用和超疏水性聚氨酯(PU)海綿是通過(guò)四乙氧基硅烷(TEOS)的化學(xué)氣相沉積(CVD)將Fe3O4納米顆粒緊密結(jié)合在海綿上，然后浸涂在含氟聚合物(FP)水溶液中制成的。通過(guò)一系列的表征以及對(duì)TEOS和FP濃度的CVD時(shí)間對(duì)海綿的潤(rùn)濕性、機(jī)械性能、吸油性和油/水選擇性的影響的研究，材料的接觸角為157°、CAO=0°。材料還顯示出極好的機(jī)械穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性。具有磁性、耐用性和超疏水性的PU海綿是非常實(shí)用的吸油和油/水分離材料。

2.5 電化學(xué)沉積

電化學(xué)沉積(ED)是一種常規(guī)且低成本的方法，用于將金屬或金屬合金薄層形成為期望的結(jié)構(gòu)，以改變其具有各種形態(tài)的表面行為。如針、棒、絲帶、管、纖維和花狀結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)技術(shù)的原理是用電流來(lái)減少電極上電沉積金屬的陽(yáng)離子到導(dǎo)電表面。這種方法可以在室溫下實(shí)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，涂層變得非常穩(wěn)定。電沉積被認(rèn)為是用于大面積金屬保護(hù)的保護(hù)涂層的大規(guī)模生產(chǎn)的主要技術(shù)，特別是在光伏器件和太陽(yáng)能組件的制備中。在聚合材料的情況下，電沉積由在電化學(xué)電池中氧化并聚合以形成用于沉積的聚合物的單體組成，應(yīng)用在電極表面上。通過(guò)改變沉積時(shí)間和電流來(lái)控制紋理。該方法可用于制備各種有機(jī)涂層如聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚四氟乙烯(PTFE)[37-39]，和其他有機(jī)基質(zhì)。

劉等[40]開發(fā)出一種簡(jiǎn)單的一步法，通過(guò)在包含硝酸鈰六水合物和肉豆蔻酸的乙醇溶液中電沉積Mg-Mn-Ce鎂板來(lái)構(gòu)建超疏水表面(圖11)。獲得超疏水表面的最短電沉積時(shí)間約為1 min，所制備的超疏水表面的最大接觸角為159.8°，滑動(dòng)角<2°。電位動(dòng)力學(xué)極化和電化學(xué)阻抗譜測(cè)量表明，超疏水表面大大改善了鎂合金在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%的NaCl、Na2SO4、NaClO3和NaNO3各個(gè)水溶液中的腐蝕性能。此外，還考察了所制備的超疏水表面的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械耐久性。該方法具有快速、低成本和環(huán)保的特點(diǎn)，因此對(duì)于防腐超疏水表面的工業(yè)制造具有重要價(jià)值，并且在擴(kuò)展鎂合金的應(yīng)用方面具有廣闊的前景。

2.6 靜電紡絲

靜電紡絲是生產(chǎn)具有微米級(jí)和納米級(jí)直徑的連續(xù)纖維的通用技術(shù)。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于從球形到纖維的聚合物薄膜的沉積。這種方法也可以應(yīng)用于納米粒子、金屬和陶瓷。此外，它被認(rèn)為是制備超疏水表面的有效技術(shù)，因?yàn)樗岣吡吮砻娲植诙取?/p>

使用該技術(shù)，蘇春雷等[41]通過(guò)同時(shí)電噴霧二氧化硅/二甲基乙酰胺(DMAc)膠體和靜電紡絲PVDF/DMAc溶液，成功制造了在整個(gè)深度范圍內(nèi)具有超疏水結(jié)構(gòu)的高度多孔膜。 膜的形態(tài)可以通過(guò)調(diào)節(jié)超聲處理時(shí)間來(lái)分散二氧化硅/DMAc膠體來(lái)調(diào)整。新開發(fā)的具有分層納米顆粒-微珠-纖維結(jié)構(gòu)的膜具有163°的高水接觸角和3°的極低滑動(dòng)角。在膜蒸餾和油水分離方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。這種簡(jiǎn)便的方法為具有穩(wěn)定的超疏水性的多孔材料的可擴(kuò)展制造提供了巨大的潛力。

2.7 層層沉積

層層(LBL)沉積是一種將改變基片電荷視為主要原理的技術(shù)，可以形成多層膜。LBL沉積技術(shù)是一種簡(jiǎn)單而廉價(jià)的方法，可以用分子精度來(lái)控制每個(gè)制備層的厚度。LBL通常包括通過(guò)溶液中的交替浸漬與帶正電或帶負(fù)電荷的物質(zhì)的自發(fā)吸附組裝的層。LBL作為一種制備超疏水表面的方法得到了廣泛的應(yīng)用[42]。李等[43]利用層層自組裝技術(shù)，在不銹鋼網(wǎng)和不銹鋼纖維氈上制備了一套分層納米結(jié)構(gòu)和雙粗糙度的涂層在各種尺寸的二氧化硅納米顆粒上。隨后，將該表面暴露于化學(xué)處理中，以獲得將油與水分離所需的潤(rùn)濕特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，涂覆的不銹鋼網(wǎng)格是超疏水的，達(dá)到158°的接觸角；因此，該網(wǎng)格可以充分地將油與水分離。此外，不銹鋼纖維氈經(jīng)過(guò)處理，相同的涂層可以通過(guò)非篩分聚結(jié)的機(jī)理分離水包油乳液，其具有約99.4%的油/水分離效率。

3 結(jié)論

超疏水材料所具備表面特性在材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。根據(jù)超疏水表面特性形成的機(jī)理質(zhì)量對(duì)文獻(xiàn)報(bào)道了研究成果及應(yīng)用前景。對(duì)雖然近幾年關(guān)于超疏水材料的研究進(jìn)展顯著但還是有一些不足：①化學(xué)氣相沉積法需要較高的溫度不易控制，并且制備成本較高；②電化學(xué)沉積法以及靜電紡絲法對(duì)環(huán)境的污染程度較高并且耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)；③溶膠凝膠法所制備出的材料的機(jī)械輕度不夠好，易裂；④光刻法對(duì)條件的要求嚴(yán)苛，需要尋找最有利條件耗時(shí)、耗力；⑤物理或化學(xué)蝕刻技術(shù)由于經(jīng)過(guò)了太多的化學(xué)步驟，材料表面狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)不確定性，不易控制。

今后的工作應(yīng)集中于改進(jìn)超疏水材料的耐久性，特別是在清洗性方面，以擴(kuò)大其在柔性材料中的應(yīng)用。雖然可以成功地合成抗機(jī)械攻擊的高電阻超疏水性表面，但幾乎沒(méi)有報(bào)道洗滌效果。此外，在制備超疏水材料時(shí)，應(yīng)考慮涂層的自愈性和耐蝕性。研究還應(yīng)側(cè)重于設(shè)計(jì)和制備用于先進(jìn)領(lǐng)域的超疏水涂料，如可持續(xù)能源生產(chǎn)和儲(chǔ)存。其它性能與超疏水材料的結(jié)合以制備多功能材料有望在未來(lái)幾十年中得到顯著發(fā)展。