中国科学院兰州化物所10月23日讯：1907年，Ollivier首次报道了超疏水现象；1997年，Barthlott和Neinhuis揭示了荷叶的自清洁机理。此后，超疏水表面引起了学术界和工业界的广泛关注（图1）。过去20年，超疏水表面基础研究取得了快速发展，包括制备、仿生、润湿性理论和潜在应用等。由于其独特的润湿性，超疏水表面在自清洁、油水分离、防腐、防结冰等诸多领域具有广阔应用前景，但其实际应用却远远滞后。 

图1. 超疏水表面的论著、专利情况

中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研发中心硅基功能材料组长期从事超疏液表面基础研究和技术开发融合发展工作。

该课题组致力于突破超疏液表面的关键共性技术瓶颈，解决实际应用中的科学问题，推进其产业化和实际应用。目前已实现了在5G天线罩/雷达罩防雨衰（Nature Communication 2023, 14, 2862）、高压输电线路防结冰（Advanced Functional Materials 2022, 32, 2206014）、抗危化液体粘附、电子产品防水防油膜、家电自清洁涂层和智能矿山影像识别系统等领域的实际应用。研究人员还致力于超疏液表面与其他领域的交叉融合，已将其引入锂金属电池隔膜和太阳能界面蒸发等领域。目前，已发表相关论文100余篇（其中封面文章15篇），获国家发明专利授权30余件。 

图2. 促进超疏水表面商业化和广泛实际应用的12项策略

近日，该课题组发表了“超疏水表面商业化和广泛实际应用的挑战与策略”展望文章（Science Advances 2023, 9, eadj1554）。介绍了对超疏水表面发展现状的调查结果，包括基础研究、专利申请和商业化情况。基于前期调查和多年研发基础，探讨了超疏水表面商业化和广泛实际应用的挑战和策略。超疏水表面的综合性能、制备方法和应用场景是其商业化和广泛实际应用的主要制约因素。在设计制备超疏水表面时，应同时兼顾、解决这些挑战，研究人员还提供了可行策略（图2）。文章还重点介绍了超疏水表面综合性能的标准测试方法，包括机械稳定性、抗冲击性和耐候性，展望了超疏水表面的发展前景。期望通过文中建议的策略及学术界和工业界的合作，于2035年左右实现超疏水表面的广泛商业化和实际应用。

兰州化物所李凌霄副研究员、兰州理工大学联培博士生魏晋飞为该论文共同第一作者，兰州化物所张俊平研究员为通讯作者。

该工作得到了国家自然科学基金、兰州化物所“十四五”规划、兰州化物所和山东鑫纳超疏共建的纳米自洁材料联合实验室等的支持。