1. 研究目的与意义（文献综述）

超疏水材料是一种对水具有排斥性的材料，水滴在其表面无法铺展而保持球型状，从而达到滚动自清洁的效果。在自然界中我们可以观察到许多超疏水的现象，荷花出淤泥而不染，水黾在水面上轻松行走甚至跳跃，蝴蝶翅膀具有自动清洁的能力。通过借助现代仪器研究发现，这些现象都与它们表面物质的微观结构性质有关。德国植物学家 barthlott对340多种植物的叶子表面进行接触角测量和扫描电镜（sem）观察，提出“荷叶效应”概念，由荷叶表面的sem图像得出荷叶表面结构是由微米级乳突和乳突上面的纳米级蜡质晶体组成，正是这两者结合使得荷叶表面具有超疏水自清洁性。超疏水表面具有自清洁、抗腐蚀、抗冰、自愈、抗细菌粘附等独特的性能，其可应用领域广泛，前景广阔。

近年来，超疏水薄膜已经成为材料研究的一个热点，研究人员将超疏水薄膜与玻璃、轮船外壳和电线等结合起来，达到自清洁、防水、防污等目的。东南大学材料学院张友法团队制备了一种具有半透明、耐高低温、耐刮蹭、耐腐蚀及可变形等综合特性的柔性超疏水薄膜。该团队通过两步喷雾法，随后进行脱模制备超疏水复合膜，具有优良的超疏水性。美国能源部橡树岭国家实验室透露称，三星已经获得了该实验室的超疏水透明薄膜技术，超疏水透明薄膜技术可起到防水的作用。超疏水透明薄膜技术可减少屏幕的反光，该技术也与疏油涂层相似，能够防止指纹残留在屏幕上。实验室表示，该项薄膜技术能够有效保护光滑表面对灰尘和液体的黏附。

但在超疏水表面的研发和应用的过程中仍存在一些问题。首先，超疏水自清洁涂层表面的粗糙结构很容易被磨损而使得超疏水性不能长期保持，因而缩短了使用寿命；其次，采用的制备方法复杂；此外，所用仪器特殊且昂贵，制备涂层所需的原料稀少或昂贵等，这些问题都限制了超疏水自清洁涂层的大规模生产和应用。

2. 研究的基本内容与方案

（1）基本内容

以两种环境友好的聚合物（不含氟元素）溶于有机溶剂后在玻璃等基底表面制备成均匀薄膜或材料，然后去除其中一种聚合物后可以得到微结构的表面图案或者孔洞，利用两组分的质量含量来控制微结构的均匀性，进一步和sio₂纳米粒子结合后即可得到仿生微纳复合结构。本研究旨在利用这一简便的制备方法来获取各种微纳结构仿生材料或者表面，研究不同材料或者组分以及制备条件对微纳结构构筑的影响、条件和机理，建立聚合物种类、制备条件、外在条件如温度等与仿生微纳结构形成的关系；最终在玻璃等基底上制备超疏水自清洁表面。

3. 研究计划与安排

第1-7周：查阅《superhydrophobicity and regeneration of pvdf/sio2 composite films》、《transformationof a simple plastic into a superhydrophobic surface》、《electrospunporous structure fibrous flim with high oil adsorption capacity》等相关文献，了解了制备超疏水薄膜的方法，例如溶胶-凝胶法、溶剂-非溶剂法等，决定采用相分离方法制备超疏水薄膜。同时明确研究所需原料、仪器和设备，确定技术方案。

第8-12周：运用相分离方法制备超疏水薄膜，研究不同浓度、组分比例、分子量的大小等对形成聚合物薄膜微纳结构的影响，探究超疏水薄膜的稳定性、强度、及其它环境刺激响应性能（温度、ph和离子强度等），建立聚合物组成、制备条件、环境刺激对超疏水薄膜微纳结构形成的影响，完成聚合物薄膜在热处理温度下的处理。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] shanlin wang, xinquan yu, youfa zhang. large-scalefabrication of translucent, stretchable and durable superhydrophobic compositefilms.journal of materials chemistry a, 2017, 5, 23489-23496.

[2] yongjin wang, xiao gong.superhydrophobic coatings with periodic ring structured patterns forself-cleaning and oil–water separation. advanced materials interfaces 2017, 4, 1700190.

[3] wu l k, hu j m, zhang j q, et al.superhydrophobic surface constructed on electro-deposited sol-gel silica film[j]. electrochemistry communications,2013, 26(1): 85—88.