通常將靜態水接觸角（CA）大于150°、滑動角（SA）小于10°的材料定義為超疏水材料。超疏水材料已廣泛應用于防腐、防冰、油水分離和自清潔等領域，表現出極大的工業價值。大量研究表明，超疏水表面的形成與其潤濕性密切相關，潤濕性取決于材料的表面能和表面形態。與微納米結構表面相關的低表面能可以有效地增強超疏水性。目前，制備超疏水涂層的方法主要有噴涂、化學氣相沉積和納米結構改性等。不同的制備方法可以獲得具有不同微觀結構的涂層，從而顯著提高其疏水性和超疏水性。例如，通過添加納米顆粒來增加涂層的表面粗糙度，可以有效增加水滴的靜態接觸角，從而實現超疏水性。超疏水理論模型，如Wenzel模型和Cassie-Baxter模型，為理解表面粗糙度對超疏水性的影響提供了重要框架。Wenzel模型描述了當液體完全填充粗糙表面時，表面粗糙度會增加固有接觸角，使親水表面更親水，疏水表面更疏水。Cassie-Baxter模型強調疏水表面存在氣固界面，使水滴能夠懸浮在空氣緩沖層上，形成氣液界面，從而增加表觀接觸角。Cassie-Baxter理論對于超疏水涂層的設計和優化具有重要意義。

近年來，超疏水涂層在航空、海洋、建筑和工業設備領域展示出巨大的潛力，特別是在保護基材免受惡劣環境的影響方面。但在實際應用中，超疏水涂層在面對高磨損、高腐蝕環境時，性能會迅速下降，成為制約其實際應用的瓶頸。在實際環境中，超疏水涂層的機械穩定性直接決定了其能否長期使用，如防腐、自清潔、微塑料（MPs）去除等。因此，研究和開發能夠在惡劣條件下保持超疏水性的涂層尤為重要。研究表明，即使某些表面特征磨損，使用雙尺度粗糙度也能保持穩定的Cassie狀態。這種形態涉及強大的微尺度凸起，為疊加在較大圖案上更脆弱的納米級粗糙度提供保護。雙尺度粗糙度的協同效應顯著地穩定了Cassie狀態，并降低了微尺度結構對高縱橫比的依賴。超疏水涂層的機械穩定性在許多領域都至關重要，特別是在去除MPs等應用中，涂層需要長時間承受流體沖擊和顆粒摩擦。因此，提高超疏水涂層的耐磨性不僅有助于延長其使用壽命，而且直接影響其在水環境治理中的有效性。

與此同時，微塑料污染已成為全球水環境治理面臨的重大挑戰。MPs很小，很難降解，在水體中的積累對水生生態系統和人類健康構成嚴重威脅。雖然近年來膜過濾、浮選等技術在去除MPs方面取得了一定的進展，但這些傳統方法存在能耗高、處理效率低以及可能產生二次污染等問題。因此，開發新型高效的MPs去除材料已成為迫切需求。超疏水涂層因其特殊的表面性能，可以有效地排斥水中懸浮顆粒，有望在水體中實現高效微塑料清除。使用超疏水材料去除MPs和油水分離受到越來越多的關注。與傳統的水處理技術相比，超疏水表面通過排斥水相和形成穩定的氣固界面，有助于提高MPs的富集效率，從而在低能耗條件下實現高效分離。然而，在實際應用中，超疏水涂層經常受到摩擦、磨損和沖擊等各種形式的機械應力，這大大削弱了其超疏水性。研究表明，材料的微觀結構和表面化學對于在磨損過程中保持超疏水性至關重要，但大多數涂層在磨損后都無法保持其超疏水性。因此，如果涂層不具有耐用和強的超疏水性，其去除MPs的有效性將大大降低。

近期，南京農業大學康敏團隊、巴塞羅那大學采用一步電沉積法，成功開發了一種堅固耐磨的超疏水涂層，用于去除水中的微塑料。