Page 15 - 《精细化工》2020年第12期

第 37 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.37, No.12
2020 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2020

综论
自修复超疏水材料的制备及功能化研究进展

*
高 姗，李红强 ，官 航，赖学军，陈中华，曾幸荣
（华南理工大学 材料科学与工程学院，广东 广州 510640）

摘要：该文归纳了近年来自修复超疏水材料的研究进展，总结了外援型和本征型自修复超疏水材料的制备方法，
并介绍了功能化自修复超疏水材料的制备及其应用，最后指出了自修复超疏水材料现阶段所面临的挑战和未来
的发展方向。与普通超疏水材料相比，自修复超疏水材料具有优良的表面稳定性和循环使用性，其使用寿命得
到明显延长。此外，将自修复超疏水材料功能化，还能进一步扩大其使用范围。随着科学技术的发展，自修复
超疏水材料必将在电子电器、医疗卫生、人工智能、海水淡化等众多领域中发挥关键性作用。
关键词：超疏水材料；自修复；外援型；本征型；制备方法；功能化
中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 12-2377-10

Research progress on the preparation and functionalization

of self-healing superhydrophobic materials

*
GAO Shan, LI Hongqiang , GUAN Hang, LAI Xuejun, CHEN Zhonghua, ZENG Xingrong
（School of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China）

Abstract: The research progress of self-healing superhydrophobic materials in recent years is summarized.
The preparation methods of extrinsic and intrinsic self-healing superhydrophobic materials are introduced in
detail, and the functional self-healing superhydrophobic materials and their applications are also introduced.
Finally, the challenges and development directions of self-healing superhydrophobic materials are pointed
out. Compared with ordinary superhydrophobic materials, self-healing superhydrophobic materials have
excellent surface stability and recyclability, which is beneficial to prolong the service life. In addition, the
functionalization of self-healing superhydrophobic materials can further widen their applications. With the
development of science and technology, self-healing superhydrophobic materials will play a key role in
many fields, such as electronics, medical and health, artificial intelligence, desalination and so on.
Key words: superhydrophobic materials; self-healing; extrinsic type; intrinsic type; preparation methods;
functionalization

通常将水滴接触角（CA）大于 150且滚动角 家 NEINHUIS 等 [19] 利用 SEM 观察荷叶表面的微观
（SA）低于 10的表面定义为超疏水表面。超疏水 结构，发现荷叶的超疏水性是由其表面的微米级凸
材料及表面因其独特的润湿性在自清洁 [1-2] 、防雾除 起结构和低表面能的蜡质化物质共同作用产生的。
冰 [3-4] 、油水分离 [5-7] 、水中减阻 [8-9] 、金属防腐 [10-11] 2002 年，FENG 等 [20] 研究发现，在荷叶表面的微米
和微流体 [12] 等领域展现出广阔的应用前景。最初， 级凸起结构上还分布着大量的纳米级乳突。基于此，
人们对超疏水现象的认识来源于大自然，如荷叶出 科研工作者认识到超疏水材料的构建不仅要有微纳
淤泥而不染 [13-15] 、水黾能在水面上行走自如 [16-17] 、 分级的粗糙结构，还需要低表面能物质的修饰。
蝴蝶能在雨中自由飞行 [18] 等。1997 年，德国植物学 目前，超疏水材料的制备方法多种多样，如模

收稿日期：2020-06-16; 定用日期：2020-07-28; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200523
基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目（202010561006）；广东省自然科学基金（2018A030313884）；华南理工大学学生研究计
划项目（X20201056102）
作者简介：高 姗（1996—），女，硕士生，E-mail：501696574@qq.com。联系人：李红强(1979—)，男，副教授，E-mail：lihq@scut.edu.cn。