超疏水材料是研究者們根據(jù)荷葉、玫瑰花瓣以及其他動植物的自清潔效應(yīng)，對其表面微觀結(jié)構(gòu)進行研究后制備得到的一種仿生材料。
材料的親疏水性受材料浸潤性的影響，當(dāng)材料表面與水的接觸角（CA）大于150°，滾動角（SA）小于10°時，把這類材料稱為超疏水材料。超疏水材料被廣泛應(yīng)用于金屬防腐、自清潔以及油水分離等領(lǐng)域。
根據(jù)固體表面微觀結(jié)構(gòu)以及表面自由能對固體表面浸潤性的影響可知，超疏水材料的制備可通過在材料表面構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)以及用低表面能物質(zhì)修飾材料表面這兩種途徑來實現(xiàn)。
由于單一的低表面能物質(zhì)修飾材料表面只能使水滴在材料表面的接觸角達到120°，而無法達到超疏水的效果，所以表面粗糙度的引入十分必要。一般是通過在材料表面引入粗糙度，然后再加入低表面能物質(zhì)進行修飾，從而得到超疏水材料。
超疏水材料的制備方法有模板法、刻蝕法、噴涂法、靜電紡絲法、溶膠-凝膠法等，各類制備方法的優(yōu)缺點比較見表1。
表1 超疏水材料的制備方法及優(yōu)缺點
在物理磨損和化學(xué)腐蝕的情況下，普通的超疏水材料很容易喪失超疏水性能，從而影響其正常使用。為了提高超疏水材料的耐久性和穩(wěn)定性，一些科研工作者受自修復(fù)材料的啟發(fā)，將自修復(fù)性引入到超疏水材料的結(jié)構(gòu)中從而制得能夠重復(fù)使用的自修復(fù)超疏水材料。
自修復(fù)超疏水材料根據(jù)修復(fù)機理可以分為兩種，一種是外援型自修復(fù)超疏水材料，另一種是本征型自修復(fù)超疏水材料。
1、外援型自修復(fù)超疏水涂層材料
外援型自修復(fù)超疏水涂層材料可以修復(fù)超疏水涂層材料表面的損傷，是通過微膠囊、液體纖維、自相似結(jié)構(gòu)等方法將修復(fù)劑（低表面能物質(zhì)）儲存在超疏水材料內(nèi)部。
當(dāng)材料表面受到破壞時，可以通過改變光照、溫度、pH等條件進行刺激，使得材料內(nèi)部的修復(fù)劑釋放出來，向材料的受損部位進行遷移，從而使受損表面進行愈合，材料恢復(fù)超疏水性能。
將這三種外援型自修復(fù)方法從環(huán)保程度、修復(fù)速度和使用壽命進行對比，優(yōu)缺點如圖1所示。
圖1 外援型自修復(fù)方法優(yōu)缺點的對比
可以看出，微膠囊法的修復(fù)速度最快，但自相似結(jié)構(gòu)法的環(huán)保程度和耐久性均是最優(yōu)，這主要是因為微膠囊法和液體纖維法在“破壞-修復(fù)”循環(huán)數(shù)次后修復(fù)劑會被釋放完，材料將喪失自修復(fù)能力。
而自相似結(jié)構(gòu)法制備的超疏水自修復(fù)材料，其表面和內(nèi)部具有相同的疏水成分與結(jié)構(gòu)，表面破壞后可通過摩擦或分解暴露粗糙結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)修復(fù)過程，從而延長使用壽命。
No.1微膠囊法
微膠囊法是將修復(fù)劑儲存于由樹脂或多巴胺構(gòu)筑的智能膠囊內(nèi)，當(dāng)超疏水材料表面受損時，可以通過特定的刺激使膠囊內(nèi)部的修復(fù)劑釋放出來并向受損表面進行遷移，從而使材料表面得到修復(fù)。微膠囊法操作簡單，且使用廣泛。
● Li等將近紅外響應(yīng)的碳納米顆粒、疏水性二氧化硅納米顆粒和水性有機硅乳液共混后制備了一種紫外/近紅外光雙重響應(yīng)性的自修復(fù)超疏水涂層。
紫外響應(yīng)的微膠囊是通過靜電作用將帶有負電荷的二氧化鈦納米顆粒吸附于帶正電荷的微膠囊表面。在紫外響應(yīng)的微膠囊涂層表面可持續(xù)釋放全氟辛基三乙氧基硅烷（FAS-13）使得該材料的自愈合過程可以重復(fù)很多次。
微膠囊表面可在紫外線輻射下被TiO2納米粒子降解，或在近紅外輻射下被碳納米粒子的光熱效應(yīng)熔化，釋放FAS-13，近紅外輻照后，涂層可在8分鐘內(nèi)愈合，并且該涂層經(jīng)過不同污染源破壞再經(jīng)紫外光照射修復(fù)循環(huán)后仍具有超疏水性，如圖2所示。
圖2 超疏水涂層膜在(a)油酸污染、(b)SDS污染、(c)CTAB污染、(d)Triton X-100污染下通過紫外線照射的破壞-自愈合循環(huán)
● Luo等通過原位聚合和溶膠-凝膠表面處理，在微膠囊表面自發(fā)形成了具有納米到微米尺度層次結(jié)構(gòu)的超疏水/超親油表面。
合成的微膠囊具有優(yōu)異的抗紫外線和耐溶劑超疏水性。經(jīng)過9天的紫外老化試驗或20天的非極性和極性非質(zhì)子溶劑浸泡試驗微膠囊涂層的水接觸角保持在160°以上，滑動角低于3°。
而且這些微膠囊可以有效地將油相從水乳液中分離出來，即使經(jīng)過13天的紫外老化，經(jīng)過10次過濾后，油的純度也超過90%，達到了高可重復(fù)使用的分離效率。
因此，這些新型微膠囊將表現(xiàn)出有效的油水分離性能、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的可重復(fù)使用性和長期存儲穩(wěn)定性，具有廣闊的實際應(yīng)用前景。
No.2液體纖維法
液體纖維修復(fù)是將液體纖維埋植于復(fù)合材料中，在液體纖維中封裝修復(fù)劑，在材料破損時液體纖維發(fā)生斷裂，從纖維中流出的修復(fù)劑可以粘接裂紋或與材料中的催化劑發(fā)生反應(yīng)而修復(fù)裂紋。
液體纖維法制備的超疏水自修復(fù)材料會隨著修復(fù)劑的不斷使用，自修復(fù)能力逐漸減小，當(dāng)修復(fù)劑使用完，材料將喪失自修復(fù)能力。
● Wang等在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基質(zhì)中注入三氯丙基硅烷（TCPS）和低粘度硅油自愈劑（SO）兩種類型的液體。
TCPS與環(huán)境水分反應(yīng)，在表面和低粘度硅油自組裝成草狀微纖維（稱為硅微/納米草）SO保留在PDMS矩陣中并充當(dāng)自愈劑。
PDMS表面的硅微/納米草結(jié)構(gòu)和PDMS基質(zhì)中大量SO的有效保存/保護系統(tǒng)，賦予了材料異?？焖俸统志玫淖杂芰?，當(dāng)材料表面被破壞時，表面的微納米粗糙結(jié)構(gòu)可以減弱破壞作用，而SO從PDMS基質(zhì)中釋放出來為表面補充了低表面能物質(zhì)，從而使得PDMS-SO/TCPS超疏水表面擁有快速的自愈過程，如圖3所示。
圖3 (A)PDMS-SO上柱狀微柱陣列的激光共聚焦顯微圖像；(B)微柱PDMS-SO樣品經(jīng)等離子體輻照12小時后水前進接觸角θA(■)、后退接觸角θR(●)、接觸角滯后Δθ(▲)隨老化時間的變化；(C，D)等離子體輻照12小時后樣品的SEM圖像
No.3自相似結(jié)構(gòu)法
自相似結(jié)構(gòu)法是通過調(diào)整原料比例使材料表面和內(nèi)部具有相同的疏水成分與結(jié)構(gòu)，當(dāng)表面結(jié)構(gòu)或成分被破壞時，利用機械摩擦或催化分解的方法使材料內(nèi)部的粗糙結(jié)構(gòu)暴露出來，同時儲存在內(nèi)部的低表面物質(zhì)通過向表面遷移從而使得材料恢復(fù)其原來的超疏水性。
●Li等制備了十六烷基聚硅氧烷改性SiO2(SiO2@HD-POS)的均相懸浮液。
然后，將聚氨酯（PU）水溶液和SiO2@HD-POS懸浮液依次噴涂到基材上從而得到了無氟、機械堅固且具有自修復(fù)性能的超疏水涂層（PU/SiO2@HD-POS）。SiO2@HD-POS懸浮液具有高耐用性和獨特的宏觀層次和納米結(jié)構(gòu)，在基體中的分散性和穩(wěn)定性以及機械性能均較好。
當(dāng)涂層表面受到破壞后愈合劑（HD-POS）向損傷表面遷移，烷基鏈將親水層覆蓋從而使涂層恢復(fù)其超疏水性能。該方法綠色環(huán)保且具有成本效益，涂層受破壞之后具有快速穩(wěn)定的自修復(fù)能力。
● Wen等將尼龍納米纖維與二氧化硅納米粒子通過粘接氟化水性聚氨酯制備了一種堅固的自相似三維超疏水超纖維紡布（SSMF），并對其三維超疏水特性進行了詳細研究。
由于自相似的層次結(jié)構(gòu)，織物具有三維超疏水性能，其表面和內(nèi)部的水接觸角均約為153.5°。即使經(jīng)過機械磨損（2100次）、劈裂、刀刮、強腐蝕性液體（pH=1、pH=14）、有機溶劑浸泡、紫外線照射等各種嚴重的物理和化學(xué)處理，也能保持良好的拒水性能。
2、本征型自修復(fù)超疏水涂層材料
由于外援型自修復(fù)材料修復(fù)劑的儲存量有限，當(dāng)修復(fù)劑消耗完后材料便會喪失自修復(fù)性能，使用壽命有限。為了延長自修復(fù)超疏水材料的使用壽命，修復(fù)具有劃痕、裂縫以及斷裂的材料，科研工作者逐漸探索出了一種不需添加任何修復(fù)劑，在特定條件下，僅憑自身化學(xué)結(jié)構(gòu)特性就可實現(xiàn)自修復(fù)過程的本征型自修復(fù)材料。
該方法是向材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)中引入動態(tài)化學(xué)鍵，當(dāng)材料被破壞后，在一定的條件刺激下，被破壞的化學(xué)鍵會因動態(tài)平衡恢復(fù)至初始狀態(tài)，從而使得材料結(jié)構(gòu)和狀態(tài)得以恢復(fù)，使材料的耐久性和重復(fù)使用性得到了改善。
本征型自修復(fù)材料根據(jù)參與修復(fù)的化學(xué)鍵的不同可以分為：基于可逆非共價鍵和基于可逆共價鍵的自修復(fù)材料。可逆非共價鍵包括氫鍵、金屬配位鍵和離子鍵等，可逆共價鍵包括二硫鍵、酰腙鍵、硼氧鍵、亞胺鍵、Diels-Alder反應(yīng)以及Se-N等。
No.1可逆非共價鍵自修復(fù)超疏水材料
可逆非共價鍵包括氫鍵、金屬配位鍵和離子鍵等，其特點如表2所示。將它們引入超疏水材料的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)材料因受到化學(xué)腐蝕或物理磨損而導(dǎo)致材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞時，通過一定的條件刺激，材料可以進行氫鍵或金屬配位鍵的重組使受損部位得以修復(fù)，從而使材料超疏水性得以恢復(fù)。
表2 可逆非共價鍵的種類及特點
氫鍵
● Bai等將木質(zhì)纖維素（LC）和富含羥基的二氧化硅與十八烷基三乙氧基硅烷（OTS）通過氫鍵反應(yīng)，然后利用環(huán)氧樹脂（EP）和聚酰胺（PA）樹脂成功制備了超疏水涂層，并將(LC/SiO2)-OTS/EP-PA(LCSO/EPPA)涂層涂在鋁、玻璃、織物和許多其他基材上。
LC/SiO2-OH和OTS-OH之間的氫鍵為涂層提供了高效、自發(fā)和可重復(fù)的自愈能力，如圖4(a)所示；涂層在室溫下被化學(xué)破壞后僅需要4小時即可恢復(fù)原始化學(xué)成分和超疏水性，如圖4(b)所示，這是由于LC/SiO2-OH和OTS-OH之間的氫鍵在被破壞后可自發(fā)進行修復(fù)，從而使得涂層恢復(fù)其超疏水性。研究發(fā)現(xiàn)，(LC/SiO2)-OTS/EP-PA(LCSO/EPPA)涂層對基底具有普適性，將其涂在鋁、玻璃、織物以及其他基底上均具有自愈合以及超疏水性能。
圖4 (a)涂層經(jīng)磨損循環(huán)后的CAs和SAs；(b)砂紙磨損后涂層的SEM圖像；(c)隨剝落次數(shù)增加涂層的CAs和SAs；(d)100次膠帶剝落后涂層的SEM圖像；(e)在Al基板上制備的OTS-LCSO/EPPA涂層在水射流0～5小時后CAs和SAs的變化；(f)噴水5小時后涂層的SEM圖像
● Hong等通過將光子玻璃嵌入到含有聚二甲基硅氧烷段的可愈合超分子聚合物上，制備了一種具有角度無關(guān)的結(jié)構(gòu)顏色和自修復(fù)能力的超疏水光子復(fù)合材料。
該復(fù)合材料的超疏水性源于超分子聚合物在微納結(jié)構(gòu)光子玻璃顏料周圍的遷移。這種超疏水特性具有長期穩(wěn)定性，可維持數(shù)月。
該復(fù)合材料具有自潔性、不潤濕性和與角度無關(guān)的鮮艷結(jié)構(gòu)顏色，可作為大面積防污著色涂料使用。此外，可逆氫鍵使復(fù)合材料具有自愈能力和機械耐久性，這對仿生裝飾材料和可穿戴設(shè)備的實際應(yīng)用至關(guān)重要。
金屬配位鍵
● Pan等制備得到了一種超疏水表面，在嚴重損傷后具有超快的恢復(fù)能力。
如圖5所示，超疏水導(dǎo)體的超疏水性恢復(fù)歸因于沒食子酸接枝的聚二甲基硅氧烷（PDMS-GA)網(wǎng)絡(luò)在高溫下的動態(tài)特性。一旦對齊的兩半接受直流電源，由于焦耳熱效應(yīng)，它們的整體溫度迅速升至155 ℃。升高的溫度削弱了部分鄰苯三酚與Fe3+之間的配位，這使部分PDMS-GA鏈從交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中釋放出來。
這些自由的PDMS-GA鏈能夠在接觸界面上移動，纏結(jié)或互穿。然后，在纏結(jié)的鏈之間形成了新的雙鄰苯三酚-Fe絡(luò)合物，從而恢復(fù)了斷裂的PDMS-GA網(wǎng)絡(luò)。
由于二氧化鈦和導(dǎo)電炭黑納米顆粒已集成在PDMS-GA網(wǎng)絡(luò)中，因此表面超疏水性得以恢復(fù)。
圖5 (a)超疏水導(dǎo)體自愈合行為照片；(b, c)愈合區(qū)域的SEM圖像（紅色矩形）；(d)原始和修復(fù)后的超疏水導(dǎo)體的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；(e)多次切割/愈合周期后WCA的變化
同時，他們報道了一種自愈合的超疏水氣凝膠，在物理或化學(xué)損傷后，可以同時自發(fā)地恢復(fù)其超疏水性、微觀結(jié)構(gòu)和宏觀構(gòu)型。
采用銀納米粒子和十八胺（ODA）修飾海藻酸鹽基氣凝膠制備超疏水氣凝膠。一旦氣凝膠被劃傷或切斷，它會通過潤濕/加熱過程自動修復(fù)層次結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)完整性，從而恢復(fù)超疏水性和機械性能。即使在用O2等離子體蝕刻后，它也可以通過簡單的熱處理恢復(fù)其超疏水性能。穩(wěn)健的愈合性歸因于動態(tài)兒茶酚-鐵配位以及熱誘導(dǎo)的ODA分子重排。這種穩(wěn)健愈合性的概念為針對各種技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)健超疏水表面的設(shè)計提供了新的思路。
圖6 (a)有機-無機復(fù)合膜原始和愈合后的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線；(b)在0、10、20 kPa下，25、40、60、80、100 ℃條件下處理2小時，有機-無機復(fù)合膜的愈合效率；(c)不同F(xiàn)-SiO2表面密度的復(fù)合膜的接觸角和滾轉(zhuǎn)角；(d)F-SiO2復(fù)合膜經(jīng)過磨損后的SEM圖像
離子鍵
● Ye等制備了金屬有機骨架化合物ZIF-8和含鈷離子的聚二甲基硅氧烷（Co-PDMS）修飾的超疏水多壁碳納米管膜。
該膜具有優(yōu)異的潤濕性，在空氣中具有超疏水性和超親油性。油包水乳劑的分離效率達到99.9%以上，對腐蝕性乳化劑具有優(yōu)異的分離能力。
此外，該膜具有良好的自愈能力，當(dāng)經(jīng)過O2等離子處理后，聚合物之間的配位鍵在物理作用下斷裂，膜的潤濕性喪失。經(jīng)過一定的時間后，聚合物之間的配位鍵發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而恢復(fù)了膜的潤濕性。這種自愈過程可以在室溫下快速完成。
與其他類型的自愈膜相比，該膜具有更強的適應(yīng)性，無需附加條件即可進行自愈，可以在惡劣條件下工作，具有良好的耐久性和可回收性。
No.2可逆共價鍵自修復(fù)超疏水材料
由于非共價鍵的穩(wěn)定性較差，基于可逆非共價鍵的自修復(fù)超疏水材料自修復(fù)能力以及穩(wěn)定性有待提高。
而共價鍵的穩(wěn)定性高于非共價鍵，以可逆共價鍵構(gòu)筑共價交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)不但能使材料具備自修復(fù)性能，而且可以增加材料的穩(wěn)定性。
二硫鍵
● 基于二硫鍵的熱力學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，Liu等設(shè)計并使用噴涂法制備了具有二硫鍵的氟化二氧化硅顆粒（F-SiO2）有機-無機復(fù)合自修復(fù)超疏水膜。
首先，通過三甲基丙酸三(3-巰基丙酸)（MPMP）與甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）之間硫醇-烯烴點擊反應(yīng)來設(shè)計和制備環(huán)氧預(yù)聚物，然后將環(huán)氧預(yù)聚物與雙(4-氨基苯基)二硫(APDS)混合，刮在聚四氟乙烯（PTFE）板上，在130℃下固化2小時，獲得自修復(fù)膜。
由于二硫鍵受溫度響應(yīng)可實現(xiàn)鍵的斷裂和重組，當(dāng)復(fù)合膜受到破壞而喪失超疏水性，可通過升溫來進行自修復(fù)。
如圖6(a)所示，在升溫條件下，斷裂的復(fù)合膜逐漸粘結(jié)在一起恢復(fù)了原樣。當(dāng)表面的F-SiO2密度為2.0mg/cm2時，復(fù)合膜的接觸角達到了168°。F-SiO2的引入不但增大了復(fù)合膜表面的粗糙度還賦予了膜的耐磨性，如圖6(b)所示。
● Zhao等通過旋涂法制備得到了含有二硫鍵的紫外光固化自修復(fù)超疏水涂層。
首先制備了不同二硫鍵含量的紫外光固化聚氨酯丙烯酸樹脂（DSPUA）；其次，利用疏水氟烷基、有機硅烷、乙烯基和二硫鍵化合物對Al2O3納米顆粒（SMANP）的表面進行修飾和功能化；
最后，通過旋涂SMANP溶液在DSPUA一級涂層上制備超疏水性涂層（SMANP@DSPUA）。在UV照射下固化加熱后，通過二硫鍵交換反應(yīng)和雙鍵交聯(lián)，形成具有堅固微納結(jié)構(gòu)的粗糙表面。所制得的涂料既能疏水又能疏油，具有優(yōu)異的超兩疏性及自修復(fù)性能。
通過二硫鍵交換反應(yīng)，粒子層與DSPUA一級層在自修復(fù)過程中通過共價鍵重新形成整體涂層。斷裂的涂層表面可以重新修復(fù)，并恢復(fù)超疏水性。
最終得出結(jié)論：升溫、紫外線照射以及二硫鍵含量都對SMANP-1 @DSPUA涂層的自修復(fù)過程有著促進作用。
硼氧環(huán)鍵
● Li等合成了一種超分子聚合物。
通過氨基封端的聚二甲基硅氧烷（NH2-PDMS-NH2）和2-甲?；脚鹚幔≒BA）的席夫堿反應(yīng)以及隨后的NaBH4還原過程，制備了鄰氨基甲基苯硼酸封端的聚二甲基硅氧烷；然后通過聚合得到N-配位硼酸交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷超分子聚合物（N-Boroxine-PDMS）采用7 nm二氧化硅納米顆粒（SiO2 NPs）和N-Boroxine-PDMS的乙醇溶液噴涂，制備了具有自愈能力的無氟、透明超疏水涂層N-Boroxine-PDMS/SiO2。
如圖7(a)所示，該涂層可在不同濕度環(huán)境下實現(xiàn)自修復(fù)，且隨著濕度的增加，接觸角可以恢復(fù)到接近初始值，而且修復(fù)的時間也會變快。當(dāng)濕度為5%時恢復(fù)時間最短，接觸角恢復(fù)得最大且滾動角也不大；繼續(xù)增加濕度，接觸角不再增大，這證明空氣中少量的水蒸氣即可加速涂層的自修復(fù)過程。
如圖7(b)所示，在O2等離子體刻蝕時，N-Boroxine-PDMS/SiO2涂層外層的N-Boroxine-PDMS被氧化分解，導(dǎo)致產(chǎn)生親水極性基團。親水基團與多級結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使該涂層轉(zhuǎn)變?yōu)槌H水狀態(tài)。
圖7 N-Boroxine-PDMS/SiO2涂層的自修復(fù)過程以及自修復(fù)機理
在室內(nèi)環(huán)境中，超親水涂層能夠從周圍的環(huán)境中吸收水分。這些涂層內(nèi)部的水分子會促進氮配位硼氧六環(huán)的解離，增加單體PDMS-PBA的運動能力，因此，涂層表面的極性基團在自由能驅(qū)動下更容易擴散到涂層的內(nèi)部，而PDMS-PBA會遷移到被氧化的區(qū)域，降低涂層的表面能。
隨著涂層中水分的蒸發(fā)，PDMS-PBA重新三聚形成穩(wěn)定的N-Boroxine-PDMS，完成其表面超疏水性質(zhì)的修復(fù)。
除玻璃板基底外，N-Boroxine-PDMS/SiO2涂層還可應(yīng)用于各種基底，如金屬、織物、木材、紙張，所有涂有NBoroxine-PDMS/SiO2涂層的基材都是超疏水結(jié)構(gòu)，CA>160°，SA<2°。
由于透明性和超疏水性之間的協(xié)同作用，N-Boroxine-PDMS/SiO2涂層可以為光學(xué)器件提供自清潔能力。
● Shan等制備了雙層結(jié)構(gòu)超疏水彈性體（HB-imine-BZn-PDMS），底層為具有亞胺/配位雙交聯(lián)結(jié)構(gòu)（imine-BZn-PDMS）的硅彈性體，室溫自愈合率為94%；表層為亞胺imine-BZn-PDMS/二氧化硅納米復(fù)合材料，具有超疏水性能。
HB-imine-BZn-PDMS彈性體在室溫下對表面氧化/分解、斷裂或針孔具有快速三重自愈合能力，在磨損和拉伸下具有很高的耐久性。
imine-BZn-PDMS的雙動態(tài)鍵能在室溫下通過鍵交換在彈性體上產(chǎn)生針孔后快速恢復(fù)超疏水性。在表面化學(xué)損傷后，HB-imine-BZn-PDMS彈性體也表現(xiàn)出快速（40分鐘）的室溫自愈能力，優(yōu)于目前大多數(shù)超疏水材料的自愈能力。
二硫醚鍵
● Li等以自愈合環(huán)氧樹脂（hEP）、多壁碳納米管（CNTs）和超疏水銅粉（nCu）為材料，制備了一種表面超疏水、斷裂后自愈合能力強的耐熱三層復(fù)合材料。
復(fù)合材料的綜合性能與CNTs的含量密切相關(guān)。10% CNTs(nCu-CNT3/hEP-hEP)復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的超疏水性能，底層（hEP）和層間（CNT3/hEP）的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達110～113 ℃，保證了焦耳加熱時的尺寸穩(wěn)定性。
在10 V電壓下，nCu-CNT3/hEP-hEP上的冰塊在26s內(nèi)融化，并以5°水平傾斜的角度從超疏水表面脫落。切割整塊nCu-CNT3/hEP-hEP復(fù)合材料獲得兩塊材料，對它們進行再種植，在160 ℃下放置1小時后生成完美的復(fù)合材料塊；此外，該復(fù)合材料還表現(xiàn)出優(yōu)異的超疏水性，是一種具有優(yōu)異的自修復(fù)性能的超疏水復(fù)合材料。
3、結(jié)語
自修復(fù)超疏水涂層材料以其優(yōu)異的功能性和經(jīng)濟性已成為當(dāng)前研究的熱點。然而對于自修復(fù)超疏水涂層材料的研究目前仍處于初期階段，尚有許多問題需要解決：
(1) 功能修飾基團較為單一，超疏水功能化目前主要用含氟物質(zhì)進行修飾，這種物質(zhì)對環(huán)境和人體健康均存在潛在危害；
(2) 目前制備自修復(fù)超疏水涂層材料的方法多是將自修復(fù)性質(zhì)與超疏水性質(zhì)進行簡單疊加，沒有將二者的功能性進行有機結(jié)合，其更大的協(xié)同效應(yīng)及功能特性需要挖掘；
(3) 基底的選擇對超疏水涂層（特別是較薄的膜層）至關(guān)重要，基底的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)將會影響低表面能物質(zhì)的遷移，其微觀結(jié)構(gòu)和粗糙度對超疏水涂層材料的性能有著很大影響，但目前該類研究較少；
(4) 自修復(fù)超疏水涂層材料的應(yīng)用較為局限，其應(yīng)用領(lǐng)域需要進一步開發(fā)。
因此，對于自修復(fù)超疏水涂層材料未來的研究方向，我們認為可從以下幾點展開：
(1) 深入研究自修復(fù)超疏水涂層材料的自修復(fù)過程及超疏水機理，為材料的功能化及性能提高提供理論基礎(chǔ)；
(2) 開發(fā)其他自修復(fù)超疏水涂層材料制備方法，在現(xiàn)有制備方法外，尋找其他的外援型和本征型自修復(fù)超疏水涂層材料制備方法的功能單元及制備條件；
(3) 探究基底微納米結(jié)構(gòu)、粗糙度、親疏水性以及化學(xué)穩(wěn)定性對超疏水涂層材料影響的普適性規(guī)律及相關(guān)理論；
(4) 拓展自修復(fù)超疏水涂層材料的應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)多功能復(fù)合型自修復(fù)超疏水材料，賦予材料更多的功能特性，如光、電、磁以及溫度響應(yīng)性等，進一步提高材料的實用性。
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