表面浸潤(rùn)性是影響物體表面超疏水性能的重要因素。物體的表面浸潤(rùn)性會(huì)受到表面自由能的影響，同時(shí)還受到材料表面微觀粗糙結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù)浸潤(rùn)性模型理論，制備超疏水涂層的原理主要分為以下兩種：

（1）在微納米結(jié)構(gòu)粗糙表面上修飾低表面能物質(zhì)；

（2）在低表面能物質(zhì)表面構(gòu)造微納米結(jié)構(gòu)的粗糙表面。

超疏水涂層的制備方法多種多樣，但基本上都是建立在兩種制備原理的基礎(chǔ)之上。

模板法是指在具有一定粗糙結(jié)構(gòu)的模板材料上，將基體材料澆注到模板表面，待固化后去除模板，從而獲得具有模板結(jié)構(gòu)的超疏水涂層。模板法主要分為以聚二甲基硅氧烷(PDMS)等為模板的“軟模板法”和以金屬為模板的“硬模板法”。

1.能夠精確控制涂層表面的微觀結(jié)構(gòu)和形貌，制備出具有高度有序結(jié)構(gòu)的超疏水表面；
2.操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)使用、空間限制少、可有效避免納米顆粒團(tuán)聚。

1.受模板大小的限制，超疏水表面尺寸及規(guī)模受到限制；
2.適用范圍相對(duì)較窄，對(duì)于一些復(fù)雜形狀的基底難以實(shí)現(xiàn)均勻涂覆；
3.需要復(fù)雜的模板設(shè)計(jì)和處理過(guò)程，經(jīng)濟(jì)性偏低。

層層自組裝法是利用分子間的相互作用力（如氫鍵、共價(jià)鍵、范德華力、配位鍵、靜電作用等），將不同物質(zhì)逐層交替沉積在基底表面上構(gòu)建微納粗糙結(jié)構(gòu)。

1.可以精準(zhǔn)調(diào)控材料厚度和涂層性能，具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性；
2.對(duì)基底的形狀、尺寸和材質(zhì)等要求較低，適用于各種基底材料，有較強(qiáng)的通用性；
3.通常在常溫常壓下進(jìn)行，制備簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)環(huán)境友好，能耗低。

1.對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和性能要求較高，需要精確控制材料的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)；
2.制備周期長(zhǎng)，大規(guī)模生產(chǎn)可能存在一定的困難；
3.多層材料穩(wěn)定性不足，在特殊環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)涂層失效的情況。

溶膠凝膠法是指在液相條件下，將高化學(xué)活性的組分作為前驅(qū)體混合后進(jìn)行水解或縮合反應(yīng)獲得溶膠體系，再經(jīng)陳化形成凝膠，然后經(jīng)過(guò)干燥、固化等處理后，獲得具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的超疏水涂層。

1.操作簡(jiǎn)單、條件溫和、成本低廉，對(duì)設(shè)備要求低，可大規(guī)模生產(chǎn)；
2.對(duì)基底要求相對(duì)較低，適用于多種基底材料；
3.能夠在分子水平上實(shí)現(xiàn)均勻摻雜，可以均勻定量地?fù)饺胍恍┪⒘吭兀?br style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;" /> 4.制備出的涂層均勻性好，孔隙率較高，有利于形成超疏水表面的微納結(jié)構(gòu)。

1.涂層結(jié)構(gòu)的可控性比較差；
2.制備周期較長(zhǎng)、成品穩(wěn)定性差；
3.原料多為有機(jī)物，對(duì)人體有一定的危害性。

靜電紡絲法主要用于高分子材料的纖維化制備上，將聚合物溶液或熔體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生靜電霧化，形成聚合物微小射流，最終落在基材上，形成微納米粗糙結(jié)構(gòu)超疏水涂層/膜的一種方法。

1.操作相對(duì)簡(jiǎn)單，可重復(fù)性好，適用于大規(guī)模生產(chǎn)；
2.能夠制備出具有高比表面積和孔隙率的纖維狀材料，有利于提高涂層的超疏水性；
3.可以通過(guò)調(diào)整紡絲參數(shù)和溶液組成，精確控制纖維的直徑、形態(tài)和結(jié)構(gòu)。

1.對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和材料的要求較高；
2.制得的纖維膜的機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較低，可能需要進(jìn)行后續(xù)處理或與其他材料復(fù)合提高其機(jī)械性能；
3.需要使用高壓電源，存在一定的安全隱患。

化學(xué)氣相沉積法指在基體表面沉積特定化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)基團(tuán)，通過(guò)控制沉積時(shí)間和溫度等條件形成一層微納級(jí)結(jié)構(gòu)的薄膜來(lái)制備超疏水涂層的方法。

1.可以精確控制涂層的厚度、組成和結(jié)構(gòu)；
2.簡(jiǎn)單易操作，能在復(fù)雜形狀基底上沉積均勻涂層；
3.涂層純度高、致密性好、與基底結(jié)合力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能良好。

1.成本較高、反應(yīng)條件較為苛刻、設(shè)備要求高，限制了其廣泛應(yīng)用；
2.反應(yīng)需高溫和等離子體等條件，能耗大，對(duì)基底材料有耐高溫限制；
3.制備過(guò)程中產(chǎn)生廢氣需要處理。

刻蝕法可以通過(guò)化學(xué)刻蝕、等離子體刻蝕和激光刻蝕等多種方式來(lái)改善加工表面的粗糙度。

化學(xué)刻蝕法是指利用強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性的蝕刻劑對(duì)金屬表面進(jìn)行選擇性蝕刻，從而獲得粗糙微納結(jié)構(gòu)的方法。

優(yōu)點(diǎn)：

1.工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)；
2.可以精確控制基底表面微觀結(jié)構(gòu)的粗糙度和孔隙率等。

缺點(diǎn)：

1.表面微觀結(jié)構(gòu)均勻性較差、重復(fù)性不好，不利于大規(guī)模生產(chǎn)中的質(zhì)量控制；

2.反應(yīng)后的廢液需要專門處理，增加環(huán)保成本和處理難度。

等離子體刻蝕法就是在基板表面蝕刻等離子體(Ar,N2或CF)以獲得具有二次微/納米結(jié)構(gòu)的超疏水涂層的方法。

優(yōu)點(diǎn)：

1.可以精確基底表面微觀結(jié)構(gòu)的粗糙度和孔隙率等；
2.能夠選擇性的刻蝕基底表面特定區(qū)域，適用范圍廣；
3.無(wú)需使用化學(xué)試劑，對(duì)環(huán)境友好。

缺點(diǎn)：

1.設(shè)備成本高、工藝復(fù)雜、制備周期相對(duì)較長(zhǎng)；
2.對(duì)基底材料會(huì)造成一定的損傷，影響基底材料的性能和使用壽命。

激光刻蝕法是指利用高能激光束照射基材表面，使能量束照射的區(qū)域被熔化或熔融形成粗糙的微觀形貌。

優(yōu)點(diǎn)：

1.通過(guò)調(diào)整激光束能量密度，在基材表面創(chuàng)造出形貌可控的微納粗糙結(jié)構(gòu)；
2.操作簡(jiǎn)單、精度高和粗糙結(jié)構(gòu)均勻可控。

缺點(diǎn)：

1.制備具有多尺度結(jié)構(gòu)閉合形貌的微觀結(jié)構(gòu)時(shí)面臨挑戰(zhàn)；
2.設(shè)備相對(duì)昂貴，成本較高，不利于批量化加工制備。

相分離法是將聚合物溶液中的液相移除，使聚合物成膜并得到多孔、粗糙結(jié)構(gòu)的方法。

1.工藝簡(jiǎn)單、成本低廉；
2.涂層性能良好，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)；
3.有利于獲得超疏水介孔薄膜。

1.微觀結(jié)構(gòu)控制難度大，表面能調(diào)節(jié)有限；
2.對(duì)溶劑、溫度等制備條件較敏感；
3.需要采取有效防護(hù)措施和廢氣處理手段，減少對(duì)環(huán)境的污染。

涂覆法根據(jù)涂覆方法的不同可以分為噴涂法、浸涂法和旋涂法。

噴涂法是指將聚合物或天然生物質(zhì)材料和納米顆粒的混合溶液在一定壓力下從噴槍中噴出，形成霧狀黏附在基底表面，經(jīng)過(guò)固化和干燥獲后形成具有微/納米粗糙結(jié)構(gòu)的超疏水涂層。

優(yōu)點(diǎn)：

1.工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、適用于大面積表面制備；
2.施工方便，對(duì)基材無(wú)特殊要求，且易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。

缺點(diǎn)：

1.難以控制涂層的均勻性、耐磨性和耐久性，難以滿足特殊環(huán)境應(yīng)用需求；
2.需要使用有機(jī)溶劑，溶劑揮發(fā)會(huì)造成資源浪費(fèi)且污染環(huán)境。

浸涂法是指將基材浸入配制好的涂料或懸浮液中一段時(shí)間，取出后通過(guò)干燥和固化制成涂層的一種方法。浸涂法一般用于織物的超疏水改性，但也有相關(guān)研究進(jìn)行木材和玻璃等基材的表面超疏水改性。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，效率高。

缺點(diǎn)：涂層厚度不均。

旋涂法是指在基材表面上先添加一定量的涂料或溶液，然后將整個(gè)基材和涂料作為整體系統(tǒng)，以一定的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最終制備出的具有所需厚度涂層的一種方法。

優(yōu)點(diǎn)：涂層厚度均勻。

缺點(diǎn)：難以制備大尺寸面積。

除了上述主流的超疏水涂層的制備方法外，還有水熱法、納米二氧化硅填充法、電鍍法、直寫法、3D打印法、陽(yáng)極氧化法等。此類方法均存在優(yōu)缺點(diǎn)，在制備的時(shí)候需結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行選擇利用，也可將其中的方法進(jìn)行結(jié)合交叉使用。高質(zhì)、高效、普適性強(qiáng)、性價(jià)比高的涂層制備方法是今后的主要發(fā)展方向。