自修复超疏水涂层研究进展

张茗珺，张琲瑶，李 鑫，金佳赢，王佳钰，李海燕

（东北石油大学化学化工学院聚烯烃新材料省重点实验室，黑龙江大庆 163318）

超疏水涂层一般是指材料表面与水的接触角（CA）大于150° 、滑动角（SA）小于10° 的化学涂层[1,2]。制备超疏水涂层，需在涂层表面用低表面能物质修饰微纳结构，或者直接在低表面能材料表面构建微纳结构[3,4]。由于超疏水涂层的优异性能，超疏水涂层在防腐[5～7]、抗菌[8,9]、自清洁[10～12]、减阻[13,14]、油水分离[15～17]、防冰[18,19]等诸多领域都有着大量应用。但是，在超疏水涂层的使用过程中，其表面极易受到光、臭氧等氧化物质所造成的化学破坏以及外力作用导致的涂层破损而失效[20,21]。同时，随着科学技术的飞速发展，只具有单一超疏水性能的材料也不能够满足工业发展的需要。这些因素限制了超疏水涂层的应用范围。为了解决上述问题，研究学者致力于将自修复功能与超疏水涂层相结合，当超疏水涂层失效时，能够在一定条件下自发地修复涂层的超疏水性能。根据自修复机理，可将超疏水涂层的自修复方式分为本征型自修复和外援型自修复。本文将介绍自修复超疏水涂层的制备方法及应用，同时对自修复超疏水涂层的发展趋势进行了展望。

1 外援型自修复超疏水涂层

外援型自修复超疏水涂层是指在涂层内外加了修复剂物质（微胶囊、微纳容器、其它低表面能物质等）的涂层。当涂层表面的低表面能物质被破坏之后，涂层在外部环境刺激（温度、光照、pH 以及机械外力等）下，其内部的低表面能物质从微胶囊或微纳容器中释放出来并向涂层表面破损区域迁移，从而重新恢复涂层的超疏水性能。

1.1 pH 引发自修复

pH 引发自修复是指涂层中添加的微胶囊等可以进行pH 响应释放修复剂，通过调节pH 值来实现超疏水涂层的自修复。Ni 等[22]通过乳液诱导的界面各向异性组装方法制备了一种聚二甲基硅氧烷（PDMS）负载的介孔聚多巴胺（MPDA）微球（PPDMS@MPDA MSPs） ， 将 所 制 备 的 PPDMS@MPDA MSPs 微球与水性树脂和疏水二氧化硅纳米颗粒进行混合制备了一种自修复涂层。该智能涂层通过使用无氟和具有生物相容性的MPDA、PDMS 和二氧化硅纳米颗粒，展现了良好的超疏水性。当涂层被外力破坏时，涂层在近红外光或pH 刺激下可直接自修复其超疏水性和抗生物污染活性。该超疏水涂层的自修复性能归因于PPDMS@MPDA MSPs 在近红外光或pH 刺激下释放低表面能物质PDMS。在较低的pH 值下，PDA和PDMS 之间产生了静电排斥，使PDMS 从P-PDMS@MPDA MSPs 微球中释放出来进行自修复。用pH=1 的HCl 水溶液处理后，涂层的CA 和SA分别达到153.7°和7.9°，完全恢复超疏水性能。此外，该涂层在恶劣环境下，包括暴露在紫外线照射下和浸泡在盐、强酸和强碱溶液中，也具有长期的自修复超疏水性能。

Chen 等[23]制备了一种基于pH 响应紫外光固化聚氨酯(PU)的智能自修复超疏水涂层。将PU 与含氟八维多面体倍半硅氧烷低聚物((F-OV-POSS)的混合物浸涂在原始织物上，再经紫外光固化形成自修复超疏水织物涂层。F-OV-POSS 单体在中性条件下具有疏水性，涂层表面的疏水性随着涂层中F-OVPOSS 含量的增加而增加，当涂层中F-OV-POSS 质量分数为35%时，涂层CA 为156°、SA 为6.7°，具有超疏水性能。此外，pH-PU 中十二烷基二乙醇胺(LEDA)单体含量也至关重要，LDEA 链越多，对水的吸引力越大，当涂层浸入酸溶液中时，LDEA 链会发生质子化。因此，可通过改变pH-PU 树脂中LDEA 单体的含量来进一步调节表面的超疏水性。此外，pH-PU 涂层可以通过pH 诱导LEDA 叔胺基链的质子化和去质子化来改变涂层表面超疏水性能，实现涂层pH 可控的油水分离。pH-PU 的LDEA 链的质子化作用，能够在涂层表面形成一层水化层，使油无法渗透到织物中。涂层在酸性水溶液(pH=2)处理后，表面F 原子浓度从10.0%下降到7.3%、表面N 原子浓度从1.3%上升到3.7%，证明超疏水性能的改变是LDEA 链质子化和去质子化的结果。通过改变溶液的pH 值，涂层的超疏水性可循环恢复8 次。同时，涂层经过300 次的循环磨损，CA 仍然保持在152.8°；在洗涤60 次后仍能保持超疏水性能，CA 为151.7°。所制备的涂层在物理损伤、海水浸泡和紫外线照射后仍能保持超疏水性和自清洁能力。

1.2 温度引发自修复

超疏水自修复涂层在破损后的自我修复主要是依赖涂层中的修复剂的自主迁移来实现的，热处理是一种常见的应用于超疏水自修复涂层的方法。涂层中的修复剂在加热后，可以快速地恢复涂层的超疏水性能。Zhang 等[24]采用沸水处理和聚多巴胺@十六烷基三甲氧基硅烷(PDA@HDTMS)纳米胶囊沉积的方法在铝合金上制备了具有自修复性能的超疏水表面。制备的超疏水铝合金表面在各种环境下表现出优异的耐久性和稳定性，同时具有优异的自清洁性能和耐腐蚀性。将沸水处理过的铝合金板在60 ℃下浸入含有PDA@HDTMS 纳米胶囊的溶液中24 h，在PDA@HDTMS 纳米胶囊沉积在铝合金上后，铝合金表面的CA 达到155.3°±1°，滑动角为3°±1°。在放置12 个月后，CA 仍然可以达到153.9°，表明所制备的超疏水铝合金具有良好的耐久性和稳定性。超疏水表面在高温热处理后，CA 可以恢复到153.8°，SA 再次回到约3°。证明了铝合金表面在超疏水方面具有良好的自修复能力。同时，这种等离子体温度诱导的自修复能力是可重复的，至少可以重复10 个周期。Fig.1(a)展示了氧等离子体处理过程中自修复性能变化过程；Fig.1(b)表明铝合金在氧等离子体和加热处理过程中，CA 在大于150.9°和接近0°之间切换。铝合金的自修复机理如Fig.1(c)所示，PDA@HDTMS 纳米胶囊中的烷基链可以通过以烷基链的低表面自由能为基础的热处理再次成功迁移到PDA@HDTMS 纳米胶囊的表面。经过热处理后，长烷基链再次被引入铝合金表面。同时在等离子体热处理过程中，铝合金表面的微纳结构保持不变。因此，表面经过热处理后又恢复到超疏水状态。

Fig.1 Self-healing performance of superhydrophobic Al alloy surface

Yin 等[25]采用硫代乙酰胺(TAA)与硫酸镍(NiSO4)的水热反应和化学改性将肉豆蔻酸沉积在涂层表面，制备了一种可自修复的Ni3S2超疏水涂层。通过改变TAA 和NiSO4的添加量来改变涂层表面的微观结构来调节涂层的润湿性。表征证明当体系中TAA 含 量 为2.92 mmol、NiSO4含 量 为0.65 mmol 时，体系的超疏水性最佳。涂层浸泡在0.01 mol/L 十二烷基硫酸钠溶液1 h 后，水滴在接触到涂层表面时，会立即扩散。这是由于最外层的烷酸链被破坏，出现了大量的亲水含氧基团，增加了表面能，导致润湿性的转变。该涂层在80 ℃加热时仅20 min 即可完全恢复超疏水性，修复效率明显提高。因为肉豆蔻酸作为一种修复剂，其长碳链易于移动，一旦最外层的肉豆蔻酸被破坏或受到机械损伤，内部储存的肉豆蔻酸就会迁移到涂层表面，以减少表面能量。由于涂层的微观结构和恢复的低表面能，损伤表面能够恢复超疏水性。热处理有利于肉豆蔻酸链的流动，使内部的肉豆蔻酸链迅速迁移到表面。即使将十二烷基硫酸钠溶液的浓度提高到0.1 mol/L，只要延长加热时间，也能恢复涂层的超疏水性。涂层的自修复功能还具有可重复性，经过6 次循环试验后仍能保持超疏水性。

1.3 光引发自修复

pH 引发、温度引发和外力引发等方法往往需要较长时间作用，涂层才能恢复超疏水功能。而光响应自修复超疏水涂层可借助紫外光、近红外光等引发方式来快速修复涂层的超疏水性能。且光引发自修复可远程操作，操作快捷方便，扩展了涂层的使用范围。

Li 等[26]首先采用静电吸附法将二氧化钛纳米粒子(TiO2NPs)吸附到包覆1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(FAS-13)的微胶囊表面，得到紫外光响应型微胶囊。然后将紫外响应微胶囊与疏水二氧化硅NPs、炭黑NPs 和水性有机硅乳液混合制备了一种紫外光/近红外光双响应型自修复超疏水涂层，涂层的CA 约为154°、SA 约为2°，该涂层在紫外光和近红外光照射下具有良好的自修复性能。疏水二氧化硅NPs 可以增加涂层的表面粗糙度，同时降低表面能。用O2等离子体刻蚀涂层，涂层表面变得亲水，在紫外光照射下，涂层的CA 逐渐增加，在照射60 h 后达到150°，SA 下降到2°。且O2等离子体刻蚀-紫外光照射自修复过程可以重复多次。该涂层的自修复性归因于疏水二氧化硅NPs 和包覆FAS-13 的紫外光响应微胶囊的协同作用。首先，紫外光辐照后，吸附在微胶囊表面的TiO2NPs 能够降解微胶囊壳，使微胶囊壳上形成若干孔洞，释放出FAS-13 迁移到涂层表面，自修复其超疏水性能。此外，经O2等离子体刻蚀后，未降解的微胶囊破损，也可以释放FAS-13。FAS-13 残留在未完全降解的微胶囊和完整的微胶囊中持续释放到涂层表面，使涂层自修复具有可重复性。炭黑NPs 嵌入到涂层中，在近红外光辐射下可以迅速产生大量热量融化微胶囊并释放FAS-13 迁移到涂层表面，涂层超疏水性在8 min 内完全恢复。紫外光照射能在较长时间内对整个涂层进行修复，而近红外光照射能在较短时间内对涂层进行修复，但由于近红外光源类似于“点光源”，只能修复一定区域的涂层，而不能修复整个涂层。因此，紫外光响应和近红外光响应相结合，可以实现不同条件下超疏水涂层的自修复需求。此外，自愈超疏水涂层膜具有优良的耐油、耐酸、耐磨损性能，在装饰、建筑、电子、可穿戴设备等领域有着广阔的应用前景。

2 本征型自修复超疏水涂层

大多数自修复超疏水涂层需要外部刺激释放储存在涂层内部的修复剂来引发自修复过程。但是，这些修复手段的修复程度不可控，有时不能修复完全或者在多次自行修复后丧失自修复功能。因此，应研究开发不需外部刺激，在室温下即可自修复的超疏水涂层。本征型自修复是指通过涂层内部在分子水平上的自修复来恢复涂层的超疏水性能，其自修复过程是通过修复涂层中的可逆化学键（共价键或非共价键）来完成。超分子聚合物可以在室温下自发反复的自修复[27]，具有明显的优势，在自修复超疏水涂层中展现出良好的前景。

Li 等[28]设计了一种超分子聚合物N-配位聚二甲基硅氧烷(N-Boroxine-PDMS)作为涂层材料，涂层在具有超疏水性能的同时兼具良好的透明性、稳定性和室温自修复能力。如Fig.2(a)所示，首先采用席夫碱法，用2-甲酰基苯硼酸(PBA)修饰PDMS，再用硼氢化钠还原，合成了N-Boroxine-PDMS 的单体PDMS-PBA，在苯硼酸邻位上的N 给体使其形成配位的N-B 键，从而在室温下无需路易斯碱的加入即可形成硼化物。如Fig.2(b)所示，通过溶剂蒸发，PDMS-PBA 逐渐三聚即可形成N-Boroxine-PDMS。将超分子聚合物N-Boroxine-PDMS 和7 nm SiO2纳米粒子在乙醇溶液中混合，得到的N-Boroxine-PDMS/SiO2涂层可以轻易地喷涂在各种基材上，如玻璃、金属、织物、木材、纸张和塑料，而不会影响其透明度或覆盖表面图案。制备的涂层具有良好的透光性，在550 nm 处的透光率为90.1%，超疏水性能良好，CA 为160.9°、SA 为1°。N-Boroxine-PDMS 的可逆性使得N-Boroxine-PDMS 在环境条件下通过PDMSPBA 迁移到受损表面，自发修复其受损的超疏水性。此外，由于N-Boroxine-PDMS 具有通过表面重组恢复其原始表面能的能力，所制备的涂层能够在环境条件下自主、反复地修复过氧化氢或O2等离子体造成的化学损伤，大大延长了其使用寿命。在常温下放置6 h 后，涂层的超疏水性自修复，CA 为160.1°±0.8°、SA 为1.0°±0.5°。在过氧化氢暴露和自修复15 个周期后，涂层的CA 和SA 依旧分别维持在158.4°±0.8°和6°±1°。N-Boroxine-PDMS 可逆交联是实现N-Boroxine-PDMS/SiO2涂层自修复能力的关键。在O2等离子体刻蚀过程中，涂层表面最外层的N-Boroxine-PDMS 被分解，产生亲水基团，使涂层变成亲水涂层。该亲水涂层具有强吸附环境水分的倾向，吸附的水分子促进了配位N-Boroxine 的解离，增加了PDMS-PBA 的流动性，之后，极性基团扩散到涂层的主体，使其表面能降低到最小值，而PDMS-PBA 则迁移到涂层的氧化区。随着水的蒸发，PDMS-PBA 又逐渐三聚成N-Boroxine-PDMS，使受损的涂层超疏水性自主修复。

Fig.2 (a) Synthesis route of PDMS-PBA, (b) schematic of the formation of N-boroxine-PDMS from PDMS-PBA[28]

Cai 等[29]将聚硼硅氧烷(PBS) 溶液以真空浇注的方式渗透到多孔还原氧化石墨烯网络中，制备了一种具有室温自修复和超疏水能力的石墨烯/PBS 复合材料。该复合材料的CA 可以达到168°，证明该复合材料具有超疏水性能。所制备的复合材料在遭受多次损伤后，在没有外界刺激的情况下可完全恢复其性能。如Fig.3 所示，当断裂或损坏发生时，“固液”聚合物被释放，PBS 之间的动态键的改变，以及毛细管力的作用，使破碎的网络之间重新建立了物理连接。自修复后，聚合物被重新包覆在石墨烯网络中。同时，该自修复过程是通过聚合物链和动态配位键之间的相互作用来驱动的，这意味着修复剂不会耗尽，自修复过程可以重复多次。在不施加额外压力的情况下，只要简单地接触其表面，材料就能完全恢复其自修复性和力学性能。制备的石墨烯/PB 复合材料对废水中的有机溶剂、油具有很高的分离能力，可用于污水处理和环境保护。

Fig.3 (a) Schematic of the graphene/PBS self-healing process; (b)key feature of PBS is its mild condition repair ability derived from the spontaneous formation of dynamic bonds between boron and oxygen on the silanol skeleton. This reversible healing is faster and does not need external conditions; (c) schematic of PBS formation originating from boric acid and poly(dimethylsiloxane)[29]

3 自修复超疏水涂层的应用

3.1 防腐蚀

腐蚀是导致金属使用寿命缩短的严重问题。在金属表面涂覆超疏水涂层是防止金属腐蚀的有效方法。将超疏水涂层喷涂在金属基体表面，在涂层与液体的接触界面，液体很容易从涂层上滚下来，涂层与液体的接触面积和接触时间明显减少，抑制了腐蚀介质的运动。因此，超疏水涂层可以有效地阻止或延缓腐蚀介质对金属的渗透腐蚀。同时涂层具有自修复功能，可以大幅度地提高涂层的有效使用寿命。

Zhang 等[30]通过将含有蜡微颗粒的形状记忆聚合物（SMP）乳液和缓蚀剂苯并三唑(BTA)刮涂到镁合金上，然后将氟化凹凸棒土(ATP)悬浮液喷涂到SMP-BTA 涂料上，制备了2 层自修复超双疏涂层。由于SMP-BTA 涂层和氟ATP 涂层的协同作用，2 层自修复超双疏涂层对镁合金具有长期有效的耐腐蚀保护作用。此外，该涂层对各种物理损伤表现出良好的自修复能力，可经受10 次相同位置刮擦/自修复循环而恢复期超疏水性能。自修复SMP-BTA涂层中的BTA 抑制剂溶解在镁合金表面，在浸泡试验过程中形成保护层，从而延缓了腐蚀的发生。自修复SMP-BTA/氟ATP 涂层具有优异的防腐性能，可以承受60 d 的浸泡。中性盐雾试验中腐蚀产物的产生阻碍了物理划痕的闭合，使得SMP 涂层难以恢复其初始的防腐性能。而缓蚀剂BTA 的加入在一定程度上延缓了腐蚀的发生。所以即使SMP-BTA涂层损坏后没有及时修复，涂层仍然有一定的防腐蚀效果。由于SMP-BTA 层和氟ATP 层的协同效应，底层SMP-BTA 层通过BTA 释放抑制腐蚀，顶层氟ATP 层通过在固液界面发挥作用，有效防止腐蚀性电解质渗透到涂层中，防止金属基体的腐蚀。

Uzoma 等[31]分别以氟硅烷为芯材、脲醛为壳材，所制备的含氟硅烷微胶囊涂层在空气中放置1 d后，微胶囊内部的氟硅烷由于其高挥发性向外表面扩散，从而引发涂层表面改性，接触角增加到150°，使涂层具有超疏水性能。将微胶囊与GK570 树脂混合后喷涂在LY12 铝合金基体上。从电化学测试中可以观察到，涂层为金属基体提供了良好的防腐蚀保护，电解质进入涂层基体界面导致电化学阻抗值下降，由于微胶囊中氟硅烷的释放，电解质的渗透受到阻碍，腐蚀过程受到明显抑制，同时抑制腐蚀性物质进入涂层，从而防止金属基体进一步腐蚀。此外，在浸泡4～360 h 期间，电阻和电容弧的频率相同，证实了涂层抗电解侵蚀的稳定性。

3.2 自清洁与防污

自清洁现象与去除涂层表面的污垢有关，使涂层能够应用于各种场合。当赋予涂层超疏水性时，水滴可以在涂层表面滚动，污物很容易附着在水滴上滚落，污染物不易附着在涂层表面，使涂层能够保持长期的洁净状态。在海洋材料使用过程中，当材料接触海水时，微生物(细菌)、真菌、硅藻和纳米颗粒会聚集在其表面，形成生物膜，生物膜能改变涂层的形态，最终导致金属腐蚀[32]。超疏水涂层逐渐成为一种适用于防污涂层的材料，超疏水涂层的低表面能和粗糙结构，能够抑制污垢的附着，防止生物膜的形成。

Zhang 等[33]使用氧化铝颗粒来构建粗糙的微纳结构，水溶性氟表面活性剂和氟化烷基硅烷作为低表面能材料，采用喷涂或浸渍的方法获得超疏水涂层。所制备的涂层在不同基质(玻璃、木材、纤维、塑料和金属)中显示出优异的超疏水疏油性能。当纳米粒子与微米粒子的质量比为7:1 时，所得涂层具有最佳的超疏水和疏油性能，同时具有优异的自清洁性和较高的耐久性。涂层对不同pH 值的溶液均具有良好的耐久性、耐磨性，此外制备的涂层具有自修复功能，该功能可通过逐渐释放储存在涂层表面的疏水小分子实现，涂层在老化后可以在外界刺激下再生超疏水性能，以延长其寿命。由于该涂层具有优良的超疏水和疏油性能，在自清洁和防污方面具有广阔的应用前景。

Zhu 等[34]通过简单环保、低成本水热反应在铝合金基体上原位制备了Zn-Al 超疏水涂层。同时将硬脂酸(STA)通过物理吸附和化学键合与涂层结合，制备了一种具有微纳结构的锌铝层状双氢氧化物自修复超疏水涂层。涂层的CA 为157.5°±0.5°、SA小于3°。涂层放置8 周后，涂层的平均CA 为156.4°±0.7°、平均SA 为4.8°±0.9°，表明该涂层仍保持了良好的超疏水性能。当涂层表面的硬脂酸分子被破坏时，涂层内部的硬脂酸分子会逐渐迁移到涂层表面恢复涂层的超疏水性能，高温环境会加速涂层的迁移过程。氧等离子体刻蚀后涂层在室温下5 d 后可恢复超疏水性能，在100 ℃下9 h 即可恢复超疏水性能，涂层经氧等离子体刻蚀损伤后，可自发恢复7 次。超疏水涂层使铝合金表面具有良好的低附着力和自清洁性能。用水珠与涂层上固体污染物进行自清洁性能测试，当去离子水滴加到被污染的涂层上，水滴与污染物一起滚离涂层，实现自清洁。该超疏水涂层还可减少铝合金基体与腐蚀性介质的接触，有效提高铝合金在恶劣环境中的耐腐蚀性。超疏水涂层赋予铝合金基材低附着力、自清洁和耐腐蚀性能，同时涂层具有良好的高温稳定性、耐酸碱性、机械稳定性和耐久性。

3.3 其它应用

自修复超疏水材料还在油水分离、防冰等领域有着广泛的应用。工业含油废水的处理以及油水混合物的分离是现今超疏水涂层的研究热点之一。超疏水涂层具有疏水性以及亲油性，能够实现油水分离，引起了极大关注。Sam 等[35]采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、ZIF-90 和氟烷基硅烷(FAS)在亚麻织物上浸涂制备了改性亚麻织物，涂层的CA 为151°。对油水乳状液表现出良好的分离性能，分离效率最高可达99.5%，分离通量为1213 L/(m2·h)。改性后的织物具有良好的循环利用性，可重复利用10 次，在机械耐久性和化学稳定性测试中表现出良好的稳定性。底层的PDMS 作为修复剂，与基材结合良好，表面能低，ZIF-90 表面积大，热稳定性和化学稳定性好，涂层在织物基材上形成良好的层次结构，具有良好的化学稳定性和自修复性，并表现出Wenzel 润湿状态(油渗透)和Cassie-Baxter 状态(水排斥)。如Fig.4 所示，当乳液与改性织物接触时，由于改性织物的超疏水性，油易于渗透被收集起来。许多微小的乳化水滴相互碰撞，聚合成大水滴，停留在改性织物表面。这种改性织物能够阻止水滴进入，这使得该改性织物在用于油水分离时具有较高的分离效率和分离通量。对改性后的织物进行热处理，底层的愈合剂PDMS 迁移到涂层表面恢复超疏水性。涂层自修复后的分离效率保持在98%以上。该自修复超疏水改性织物能有效分离各种油水乳液，对工业废水处理具有重要意义，在油水乳状液分离中有着广阔的应用前景。

Fig.4 PDMS/ZIF-90/FAS coated fabric oil/water separation process[35]

Fu 等[36]采用两步法硫醇反应合成了一种新型氟化聚氨酯(FPU)，并通过引入SiO2纳米粒子制备了一种自修复超疏水涂层。合成的SiO2-FPU 树脂具有良好的稳定性，可应用于多种基材。所得涂层的氟含量从上到下呈递减趋势，氟烷基链大量聚集在涂层外表面。由于氟烷基链的高柔韧性，涂层能迅速自修复。极低的含氟量使涂层具有优异的力学性能和超疏水稳定性，同时降低了制备成本。在添加SiO2纳米粒子后，FPU 基涂料在玻璃、织物、纸张、木材和塑料等基材上表现出良好的超疏水耐久性和较高的基材附着力。聚氨酯链有较大的向涂层内移动的趋势，而氟烷基链则倾向于停留在涂层上表面并有向上表面迁移的倾向。随着温度的升高，氟烷基链容易迁移到涂层表面，从而恢复超疏水性。在高温135 ℃条件下，损坏的涂层可以在1 h内恢复到超疏水状态。除自清洁外，SiO2-FPU 涂层的静态和动态防结冰性能表明，该涂层具有良好的延迟结冰能力。SiO2-FPU 涂层延冰性能可达8 min，是纯样的7 倍左右。对于超疏水表面，由于液-气接触面积大，液-固接触面积小，在一定时间内热量损失减少，从而延迟了水滴结冰。同时由于水滴在SiO2-FPU 表面的快速滚动，避免了冰的形成。在SiO2-FPU 涂层上进行了10 个循环的冻结-实验，CA均大于160°。

4 结语

与具有单一功能的超疏水涂层相比，自修复超疏水涂层同时具有超疏水性和自修复性，能使其使用寿命得到显著延长，同时也可减少材料维修的人力物力。虽然自修复超疏水涂层的研究已经取得了一定的进展，但是能够进行工业化生产的自修复超疏水材料还不是很多，这主要是因为自修复超疏水材料的制备过程复杂，导致其生产成本较高，不利于工业化生产；应注重提高自修复超疏水涂层的力学强度和耐久性；制备的超疏水涂层多为具有低表面能的含氟类物质，但氟对环境污染严重，需研究开发绿色环保的新型超疏水涂层；同时，应开发可以同时自发修复低表面能及表面微纳结构的自修复超疏水涂层；此外，部分自修复超疏水涂层的修复机理尚不明晰，应继续深入研究超疏水自修复机理，这样才能从根本上完善自修复超疏水涂层的制备工艺。自修复超疏水涂层已经在诸多领域展现出广阔的应用前景。因此，对自修复超疏水涂层进行持续研究具有重要的理论意义和实用价值。