自修复型超疏水表面的研究进展*

杨 宏，鲍 艳

(1. 陕西科技大学 轻工科学与工程学院，西安，710021；2. 陕西科技大学 轻化工程国家级实验教学示范中心，西安 710021)

0 引言

超疏水现象普遍存在于自然界中，比如 “出淤泥而不染”的荷叶、多彩的蝴蝶翅膀等，水滴在其表面均呈现球状滚动状态。通常，超疏水表面是指水接触角大于150° 且滚动角小于10° 的表面。单独使用低表面能物质修饰光滑物体表面可使水接触角最大达到120°[1]。低表面能物质及表面粗糙结构的协同作用，则可赋予表面超疏水性能。超疏水表面优异的自清洁、防覆冰、防腐蚀、防雾等功能促进了其在实际生活中的应用[2-9]，但超疏水表面易受到刮擦、磨损等外界损伤作用，造成低表面能物质的损失或表面微纳粗糙结构的破坏，导致表面超疏水性能丧失，使用性能下降。针对这一问题，赋予超疏水表面自修复性能是行之有效的措施，它能够及时修复损伤对表面组分或结构造成的破坏，进而恢复超疏水性能，延长使用寿命。基于此，本文在查阅大量文献的基础上，以构筑超疏水表面的两个必要条件即低表面能物质和表面粗糙结构为切入点，从低表面能自修复、表面粗糙结构自修复、低表面能物质与表面粗糙结构同步自修三个方面综述了自修复型超疏水表面的研究进展，并对自修复型超疏水表面的应用进行了总结，同时对自修复型超疏水表面今后的发展趋势进行了展望，以期为自修复型超疏水表面的发展及相关研究者提供借鉴和理论指导。

1 自修复型超疏水表面的修复方式

按照修复成分的不同，自修复型超疏水表面的修复方式可分为3类：一是低表面能物质的修复，二是表面粗糙结构的修复，三是低表面能物质与表面粗糙结构的同步修复。

1.1 低表面能物质的修复

低表面能物质是构筑超疏水表面的必要条件之一，常见的低表面能物质有长链烷烃及其脂肪醇/酸、氟硅烷、硅氧烷等。低表面能物质的修复通常归因于自由能驱动下的低表面能物质的迁移。其中，温度、湿度、光照等条件是低表面能物质迁移的主要影响因素。根据诱导修复过程是否需要人为干预，低表面能物质的修复可分为自发自修复型及干预诱导自修复型两种方式。

1.1.1 自发自修复型

自发自修复型超疏水表面是指不在任何外界刺激或人为因素影响下，自发地修复受损的低表面能物质。湿度变化常常是产生低表面能物质自发自修复的主要诱因。受到疏水性聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)能够逐渐恢复O2等离子体刻蚀导致的表面损伤的启发[10,11]，Li等[12]采用层层自组装技术将聚烯丙基铵盐-磺化聚醚醚酮(PAH-SPEEK)与聚丙烯酸(PAA)构筑成多层膜结构，然后利用化学气相沉积技术将全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)负载到多层膜结构中，构建了具有自修复性能的超疏水膜结构。当膜表面受到损坏丧失超疏水性能时，膜内部的POTS倾向于与非极性的空气接触自发迁移到膜表面的受损区域，恢复表面超疏水性能，其表面自修复机理如图1所示。同时，研究发现适当的环境湿度可增加POTS的运动能力，加速其迁移至表面。为了进一步提升涂层的自修复效率，该团队在上述研究基础上结合低表面能物质全氟辛烷磺酸锂盐(PFOS)，又制备了PFOS/POTS-(PAA/PAH-SPEEK)*80双愈合型超疏水涂层[13]。Wang等[14]则构筑了一种独特的聚二甲基硅氧烷/正十九烷自修复型超疏水表面，在受到严重等离子刻蚀损伤后，室温条件下仅需20 min即可恢复超疏水性能。其表面的快速自愈合能力主要归因于正十九烷相对较低的熔点(32 ℃)和聚二甲基硅氧烷分子链的高迁移率，二者的协同作用实现了涂层的快速修复。

图1 湿度诱导POTS自修复涂层的修复机理[12]

为了实现对低表面能物质的可控释放，在涂层中引入微胶囊也是常见的手段。Huang等[15]通过原位聚合法合成了以脲醛树脂为壁材、POTS为芯材的微胶囊，然后将微胶囊与环氧树脂共混后涂覆在钢材上，制备了具有修复性能的超疏水防腐涂层。当涂层受损时，微胶囊破裂释放出低表面能物质POTS，在低湿度条件下POTS向表面迁移恢复超疏水性能，同时与水反应形成新的氟硅聚合物层，进一步阻止水汽渗透对钢材的腐蚀。POTS水解修复受损涂层的机理如图2所示。

图2 POTS水解修复受损涂层的机理[15]

自发自修复型超疏水表面的修复性能如表1所示，自发自修复型超疏水表面的修复过程不需要外加条件，简化了修复策略，但由于其在常温或湿度诱导下进行自修复，除了自由能外没有其他诱因来加速低表面能物质的迁移，因此修复效率较低，所需要的修复时间较长。另外，该类超疏水表面的耐磨性能较差也是限制其发展的重要原因。

表1 自发自修复型超疏水表面的修复性能比较

1.1.2 干预诱导自修复型

干预诱导自修复型超疏水表面是指在外界刺激或能量输入情况下，修复剂分子发生由内而外地迁移，从而完成修复过程。温度是干预诱导低表面能物质迁移的主要手段之一。Jia等[21]通过在木材基板上组装BiOCl和疏水全氟锌基三氯硅烷(PFOTS)层，制备了一种具有光催化活性的自修复型超疏水表面(如图3a所示)。由于木质纤维素本身的热响应机制，升高温度，纤维可夹带低表面能物质PFOTS迁移至损伤区域，恢复其表面结构及超疏水性能(如图3b所示)。Long等[22]以盐酸刻蚀铝板为基材，表面旋涂以环己烷为溶剂的PDMS，制备了热诱导自修复型超疏水表面。当表面受损失去超疏水性能时，在350 ℃下煅烧10 min即可恢复。然而，上述研究中均存在有机溶剂的使用，为了减少有机溶剂，使超疏水表面的构筑过程更加环保，对水性涂层体系进行探索已引起关注。Zhou等[23]将疏液性聚四氟乙烯纳米粒子(PTFE)、氟碳表面活性剂(DuPont Zonyl321)和氟化烷基硅烷(FAS)分散在水中制备水性涂层体系，然后用于织物、海绵、木材、玻璃、金属等底物的超双疏处理，使其表面具有超疏水性能。研究发现，当表面受损后，在130 ℃下加热10 min即可恢复表面超疏水性能。Zhao等[24]在此基础上采用聚偏氟乙烯(PVDF)乳液粒子取代PTFE，赋予了超疏水涂层更加良好的防紫外性能。当涂层受损时，升高温度可加速FAS向表面的迁移，恢复涂层超疏水性能。这些研究为环保型超疏水表面的构筑提供了可行的思路，并拓宽了超疏水表面的潜在应用领域。温度诱导自修复型超疏水表面的修复性能如表2所示。与自发自修复型超疏水表面的修复性能(见表1所示)相比，温度诱导自修复型超疏水表面的修复效率相对更高，修复时间相对较短。升高温度，可加快低表面能物质的迁移速率，加快表面超疏水性能的恢复。温度诱导机制虽然方法简单、易操作，但高温带来的能量消耗以及无规热损伤是制约该方法发展的主要问题。

图3 (a)木材表面自修复超疏水涂层的构建原理及(b)温度诱导下的自修复机理[21]

表2 温度诱导自修复型超疏水表面的修复性能比较

除温度外，光照也可诱导低表面能物质的迁移，其中紫外和红外是最常被用于超疏水表面修复的光源。Li等[29]构建了紫外-近红外双响应自修复型超疏水涂层，如图4所示，首先将低表面能物质FAS-13包裹在带正电的微胶囊中，然后利用静电吸附作用将TiO2粒子吸附在胶囊表面，并与疏水SiO2纳米粒子以及碳纳米粒子均匀分散在水溶性树脂中，最后刮涂在基底表面干燥形成超疏水涂层。当涂层被破坏时，通过UV照射分解TiO2以及近红外照射升温使胶囊溶化的双重作用，释放出FAS-13，恢复损伤表面的低表面能性质，从而恢复涂层的超疏水性质。由于紫外和红外这些特殊光源不具有普遍适用性，因此，采用自然光诱导修复超疏水表面是研究者比较期待看到的一项工作。Zhang等[30]以硬脂胺(ODA)、聚多巴胺(PDA)为原料，构造了ODA@PDA核壳结构并分散在水溶液中，使用浸渍法赋予了纤维织物表面超疏水性能。利用PDA的光热效应，在自然光照射下，ODA加速迁移至表面，使损伤后的织物恢复超疏水性能。光照作为诱导手段具有清洁、简便的优点，但修复效率有待提高。

图4 光响应自修复型超疏水涂层的制备机理[29]

溶剂诱导自修复也是诱导低表面能物质迁移的一种常见方法。Liu等[31]以PDMS为模板复制鲨鱼皮肤表面结构，通过2-全氟甲基丙烯酸乙酯(FMA)在PDMS表面进行原位原子转移自由基聚合(SI-ATRP)得到特殊的聚合物刷(PFMA)结构，制备了具有溶剂诱导自修复性能的仿生超疏水PDMS膜，其制备过程如图5所示。由于PFMA在二甲基甲酰胺(DMF)中有较好的分散性能，当表面受到损伤后，将其浸没在DMF溶液中，烘干后表面超疏水性能即可恢复。Xu等[32]采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合制备了甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸三氟乙酯的双嵌段聚合物，然后采用丙酮溶液雾化法将双嵌段聚合物喷涂在棉织物表面，构建了自修复型超疏水表面。该表面可实现接近100%的油水分离效率，经2000次磨损循环或60次水洗循环后其仍可在四氯乙烯处理下恢复超疏水性能。溶剂诱导自修复对油溶性低表面能物质的恢复起到了推动作用，但有机溶剂使用带来的环境污染问题限制了其进一步的发展。

图5 仿生PDMS 表面的制备原理示意图[31]

机械诱导自修复是最新发展起来的一种低表面能物质自修复方式。Liu等[33]采用紫外共价交联乙烯基三乙氧基硅烷和二氧化硅颗粒，制备了一种具有低表面能交联分层结构的三维连续超疏水涂层。该涂层自然状态下的水接触角为164°，滑动角小于4°。当表面丧失超疏水性能时，通过机械磨损，如刮擦、沙磨等方式可恢复其超疏水性能。机械诱导自修复的存在为耐久性要求较高的超疏水表面提供了新的设计思路，但该方法也并不完美，其超疏水性能的恢复是以牺牲涂层的厚度为代价的，因此为了达到一定的耐久性，常需将涂层的厚度设计的比较大。

1.2 表面粗糙结构的修复

粗糙结构是构建超疏水表面的另一必要条件。通常，超疏水表面的粗燥结构易于在摩擦、磨损、洗涤等外界作用力下被破坏，从而影响其超疏水耐久性。为了修复受损的表面粗糙结构，一般可通过物质的运动迁移以及结构的重新生成两种方式来实现。

1.2.1 物质的运动迁移

依靠物质的运动迁移来修复表面粗糙结构需要构筑超疏水表面的材料在一定条件下具备宏观移动能力。最常见的方法是使用低熔点材料来构建超疏水表面，其原理为：当超疏水表面被损坏时，升高温度便可使低熔点材料流动并填补损坏区域，降温冷却后该类材料凝固即可恢复原来的超疏水性。常用的低熔点材料有各类蜡、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚己内酯等[34-37]。Puretskiy等[38]在高温条件下将疏水全氟化蜡和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)改性二氧化硅粒子混合，冷却凝固后得到蜡质自修复型超疏水表面，其自修复机理如图6 所示，当材料表面受到机械磨损时，升高温度，低熔点的全氟化蜡熔化，其内部的二氧化硅粒子随着熔化的全氟化蜡发生流动并在涂层中重新分布，同时升高温度也有利于APS改性二氧化硅粒子向涂层表面迁移，冷却后涂层表面即可恢复最初的超疏水状态。依靠物质的运动迁移来修复表面粗糙结构具有方法简单、易操作等优点，但是可使用的低熔点材料种类有限，且低熔点材料难以满足所有基材对涂层性能的需求，因此适用范围较窄。

图6 蜡质超疏水表面的自修复机理图[38]

1.2.2 结构的重新生成

与依靠物质的运动迁移来修复表面粗糙结构不同，结构的重新生成是指在原来受损的表面重新构造粗糙结构，从而实现超疏水性能的修复。Hones等[39]受蛇、蜥蜴等蜕皮现象的启发，采用模板法构造了上层为全氟癸基丙烯酸酯(PFA)、中层为水溶性聚-N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)、底层为硅纳米草结构的层级超疏水结构，其修复机理如图7所示。当顶层超疏水的PFA层受到损伤后，水渗透进入中层使PVP溶解，溶解的PVP层带着受损的PFA层一起蜕去，露出底层硅纳米草结构继续发挥超疏水作用。这类修复体系最大的特点在于外表面被破坏后产生的内表面是一个完整的新结构，不同于其他自修复体系是在原有被损坏区域进行修复，因此超疏水性能非常优异。但该类修复体系存在层与层间结合力不强、容易被剥离的缺点，且其可修复次数受到表面层数的限制。

图7 表层脱落型自修复超疏水涂层的自修复机理示意图[39]

利用形状记忆高分子的形状记忆效应来恢复涂层原有的粗糙结构也是一种行之有效的方法。Lv等[40]以环氧树脂、n-辛胺和间二甲苯二胺为原料制备了热响应型形状记忆高分子，然后通过模板法构筑了类荷叶结构的自修复型超疏水表面，其修复机理如图8所示。研究发现当超疏水表面的粗糙结构在外力作用下发生坍塌后，其疏水性能明显下降。但将其加热到玻璃化转变温度以上时，非极性基团加速向空气界面迁移，有利于涂层表面组分的恢复。同时，由于该环氧树脂的热致形状记忆效应，使涂层恢复了原本的粗糙结构，两方面作用共同实现了表面微纳粗糙结构的修复以及超疏水性能的恢复。在此基础上，Qian等[41]以复制荷叶形貌结构的PDMS为模板，使用包含缓蚀剂苯并三唑的环氧树脂基形状记忆高分子制备了响应型自修复超疏水涂层。通过正癸胺代替常用的二胺交联剂降低环氧树脂基形状记忆高分子的交联密度，从而降低其玻璃化转变温度，使受损涂层在60 ℃下处理20 min便可利用环氧树脂的热响应形状记忆效应修复受损的柱状突起，恢复超疏水性能。利用聚合物本身的形状记忆特性，在不添加其他物质的情况下，实现超疏水表面粗糙结构的自修复是一条较好的途径，但该方法对聚合物的选择较为苛刻，目前仍以环氧树脂的研究居多。

图8 形状记忆高分子实现超疏水表面粗糙结构自修复的过程示意图[40]

除采用形状记忆高分子实现超疏水表面粗糙结构的自修复外，还可利用其他外界因素如水、光照等刺激粗糙结构的修复。Manna等[42]制备了以聚乙烯亚胺/聚(乙烯基-4,4-二甲基吖内酯)为主要结构的多分子层超疏水表面，当该表面的微纳粗糙结构遭到破坏时，将其浸渍在水中，便可诱导受损区域发生溶胀，1 h后涂层的厚度和形貌完全恢复。当将该表面浸渍在pH=3的缓冲溶液中时，由于聚乙烯亚胺组分中的胺基发生质子化，涂层溶胀速率加快，自修复过程加快，1 min便可恢复超疏水性。Bai等[43]在基材表面首先喷涂聚酰胺固化的环氧树脂，然后喷涂聚甲基丙烯酸甲酯、硬脂酸锌和硬脂酸的混合物，成功制备了自修复型超疏水表面。当表面粗糙结构被酸雨破坏后，在去离子水中浸泡30 min，水渗入损伤结构导致聚甲基丙烯酸甲酯发生膨胀，80 ℃干燥后粗糙结构即可恢复，如图9所示。利用聚合物的溶胀性能来实现超疏水表面的自修复具有能耗低、环境友好且工艺简单的优点，但恢复损伤的程度局限于表面粗糙结构的形变恢复，对严重损伤的恢复作用不明显。

图9 水诱导超疏水表面粗糙结构的自修复机理[43]

1.3 低表面能物质及表面粗糙结构的同步修复

专注于仅修复低表面能物质或表面粗糙结构来恢复超疏水性能的研究已有大量报道[44-48]，但由于损伤过程往往并非只是单一损伤到低表面能物质或表面粗糙结构，而是两者的损伤同步发生，因此通过单一修复低表面能物质或表面粗糙结构的方法来实现超疏水性能的自修复效果有限。为了使自修复策略更加多样化、自修复效果更加优异，同步实现低表面能物质和表面粗糙结构的修复可谓是一种较好的策略。Dikic等[49]在具有一定流动性的聚合物网络结构中共价交联具有全氟烷基悬垂链的聚合物，制备了一种自修复型超疏水表面，当表面受到损伤时，全氟烷基悬垂链向空气界面迁移，一方面恢复低表面能物质，另一方面恢复粗糙结构。在此基础上，Esteves等[50]将全氟封端的低表面能分子接枝到聚合物链上，然后将两种不同尺寸的二氧化硅纳米粒子均匀分散在羟基封端的聚己内酯中，最后将聚合物体系交联，制备了具有自修复能力的超疏水涂层，其结构如图10所示。当涂层被磨损后，一方面内部的低表面能分子会自发迁移到涂层表面，补充表面损失的低表面能物质；另一方面磨损过程中暴露出的新表面，具有与原表面相同的化学组成和微结构，因此满足了低表面能物质及表面粗糙结构的同步双重修复。

图10 低表面能物质及表面粗糙结构同步修复型超疏水涂层的结构示意图[50]

在超分子间形成氢键、动态配位键及动态共价键等也是实现超疏水涂层低表面能物质和表面粗糙结构同步修复的主要手段。Yi等[51]通过双交联超分子聚硅氧烷与金属离子制备了一种具有可调节力学和功能的超分子涂层材料，这种超分子涂层除了在防护方面具有广阔的应用前景，在抗菌、生物医学等领域也具有很好的应用。受此启发，Cao等[52]利用超分子PDMS基底与Zn2+的复合物、SiO2纳米粒子构筑了自修复型超 疏水涂层，升高温度可使低表面能超分子PDMS的迁移率增加，同时还可加速氢键及动态金属配位键的形成，从而实现低表面能物质和表面粗糙结构的同步修复，其修复机理如图11所示。涂层经磨损后，在100 ℃下30 min即可恢复原有超疏水性能。

图11 依靠动态键实现超疏水涂层自修复的机理图[52]

同步修复低表面物质和表面粗糙结构的自修复型超疏水表面的研究目前仍然较少，主要在于要同步实现两个条件的修复往往难以发生，因为若要满足低表面能物质的迁移，涂层中的成膜组分则需要偏软，这样涂层便不具备良好的耐磨性能以及重塑粗糙表面的能力；若要重塑粗糙表面，则需要采用具有较高交联密度的硬性成膜物质，这样又限制了低表面能物质的迁移能力。

综上所述，自修复型超疏水表面的实现方式有很多不同的途径，但各种方法均具有其优缺点，且适用范围不同，具体见表3所示。因此，在设计自修复型超疏水表面的实现方式时，应综合考虑其优缺点及适用性，从而选择出最适宜的实现途径。

表3 自修复型超疏水表面的修复方式比较

2 自修复型超疏水表面的应用

2.1 在油水分离中的应用

油水分离一直是近年来研究的热点，超疏水表面用于油水分离的研究已有很多报道，且大都具有良好的油水分离效率，但现有用于油水分离的超疏水表面存在制备成本高，耐久性不足等问题。为解决此类问题，以满足实际应用需求，Zhao等[53]制备了蒎烯改性含氢硅油型自修复超疏水涂层，其水接触角达到170°，滑动角接近0°。由于其分子链段活动性强，在室温下即可实现刮擦损伤区域的自愈合，且其在玻璃、不锈钢等基材上具有普遍适用性。同时，硅油、二氯甲烷、乙酸乙酯等溶剂在其表面的接触角均<30°，验证了其在油水分离领域的适用性。Dong等[54]先以聚多巴胺涂覆织物，然后利用硬脂酸乳液修饰织物，制备了自修复型超疏水织物。研究表明，当涂层受损时，聚多巴胺的光热效应使硬脂酸在太阳光的照射下向织物表面迁移，从而恢复超疏水性能，该超疏水织物用于分离油水混合物效果优异，且其制备方法简便，适合于大规模生产。

2.2 在防覆冰中的应用

表面覆冰现象会对设备产生不利影响，如通信电缆等电力、通信设备的覆冰，易引起电力及信号传输不稳定，甚至大面积倒塌损毁，从而带来巨大的安全隐患。传统的物理、化学除冰方式存在能耗大、效率低、污染重等不利因素，超疏水表面由于具有极强的水滴滚动性，因此在结冰时可有效减少覆冰量，且可降低冰雪对基底的附着力，延缓结冰时间，因此是一种很好的防覆冰方法。Multanen V.等[55]以熔融二氧化钛为底层、聚丙烯酰胺水凝胶和二氧化硅纳米粒子为中层、氟硅烷为上层在玻璃表面构筑了自修复型超疏水涂层。该涂层可利用水凝胶的湿度诱导作用实现涂层损伤区域的自修复，且可在-60 ℃下具备防冰性能。Li等[56]设计了一种以十六烷基聚硅氧烷改性SiO2为主体的无氟水性聚氨酯自修复型超疏水涂层。该涂层具有高的机械强度及耐久性，且能够通过升温加速十六烷基聚硅氧烷的迁移恢复其表面超疏水性能，在室外环境(-15 ℃，相对湿度54%)下，涂层具有良好的静态和动态抗结冰性能，在防覆冰领域展现出巨大的应用潜力。

2.3 在防腐蚀中的应用

金属防腐是当今社会关注的重点方向，涂层防护是金属防腐中最常用的一种方法。在金属上涂覆或构造超疏水表面，可以减少腐蚀性液体与金属的接触，隔绝水分和霉菌，起到良好的防护作用。Zhao等[57]在镁铝合金表面涂覆一层自修复环氧树脂，然后再覆盖一层全氟癸基聚硅氧烷改性二氧化硅，制备了自修复型超疏水涂层。当表面受到损伤时，升高温度可使环氧树脂层自修复，并带动改性二氧化硅层形成新的粗糙表面，恢复超疏水性能，进而保护镁合金，防止水汽与之接触发生腐蚀。Yang等[58]将聚偏氟乙烯基体与纳米SiO2颗粒、2-巯基苯并噻唑负载的高聚物、埃洛石纳米管混合，制备了一种具有优异自清洁性、高拒液性、且可抵抗腐蚀性离子渗透的自修复型超疏水涂层。Yin等[59]制备了一种十四酸修饰的Ni3S2自修复型超疏水涂层，用于304钢材的保护，发现当涂层受到5次等离子体刻蚀循环后，经90 ℃加热1h，仍可保持良好的超疏水性能。

2.4 在其他方面的应用

除上述应用外，自修复型超疏水表面在其他领域如化学防护、减阻等方面也具有广阔的应用空间。Tasixiang等[60]以环氧树脂为基底、聚四氟乙烯微粒和氟化烷基硅烷为顶层在芳纶织物表面构造了自修复型超疏水涂层，该涂层可提升芳纶织物的耐磨性能，但透气性较差，应用于化学防护服表面，可阻止有害气体对皮肤的损伤。Liu等[61]通过三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸)酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯间发生硫醇-烯点击化学反应，然后以二氨基二苯二硫醚为固化剂，制备了双硫键自修复层，最后将粘结剂与氟化二氧化硅层层喷涂在表面，制备了减阻率可达27.7%的自修复型超疏水涂层。当表面受损时，其在100 ℃、20 kPa条件下2 h自修复效率超过70%。

3 结语

与普通的超疏水表面相比，自修复型超疏水表面兼具超疏水性和自修复性，不仅能够使其使用寿命得到显著延长，而且能够更好地发挥超疏水性能，同时也可明显降低材料的维护成本。因此，自修复型超疏水表面的研究具有十分重要的理论意义和实用价值。由上可知，自修复型超疏水表面的研究已从单一因素的修复逐渐发展到目前双因素的修复，且自修复的途径也已经十分多样化，虽然各种自修复途径均存在其优缺点，但已然可以满足在不同基材上构筑的需求。同时，自修复型超疏水涂层在油水分离、防覆冰、防腐蚀等领域已展现出广阔的应用前景。但是，目前自修复型超疏水表面的构筑大多还停留在研究阶段，能够真正实现应用的还相对较少，制约其实际应用的主要原因在于以下4个方面：(1)自修复型超疏水表面制备过程相对复杂，功能性原材料如低表面能物质的价格较高，导致其构筑成本昂贵，不利于大生产；(2)具有优异低表面能的含氟类材料是构建超疏水表面的常用物质，但氟元素对环境的污染问题不容小觑，且很多含氟类材料已被禁用；(3) 在常温或者较低温度下实现自修复的效率较低，所需要的修复时间较长，因此常常需要温度、光照、水等手段促进其自修复，但这存在外来损伤的风险，限制了超疏水表面在更加精细的电子、人工智能等领域的应用；(4) 实现低表面能物质和表面粗糙结构同步修复的途径还相对较少，研究人员还需进一步寻找平衡点，以找到能够实现1+1>2效果的有效方式。基于上述现状，笔者认为自修复型超疏水表面今后的发展趋势首先将集中于着力解决上述存在的问题，即降低自修复型超疏水表面的生产成本、寻找含氟材料的有效替代品、实现常温下的快速自修复、寻找实现低表面能物质和表面粗糙结构同步修复的有效途径。其次，将多种修复机制引入到同一涂层中，发挥各自间的协同作用，实现在高温、低温、酸、碱等不同外界环境下均可正常工作的自修复型超疏水表面。第三，进一步挖掘自修复型超疏水表面在电子电器、航空航天、通讯、医疗卫生等其他领域中的应用前景。