超疏水材料因其独特的疏水特性和低冰附着力，在防覆冰领域潜力巨大。仿生微纳结构设计可使水滴在冻结前滚落从而防止覆冰产生，在航空、通信、电力、运输等领域前景广阔。与主动除冰技术相比，超疏水技术节能环保，仅靠表面特性实现防冰。但微纳结构易破坏，面临耐久性不足等挑战。针对上述局限，本课题组围绕超疏水涂层的多功能化设计、制备工艺优化及性能提升开展系统研究。
在功能组分设计与制备方面，刘静等通过氢键自组装合成超支化PDMS（HB-PDMS），结合纳米SiO₂构筑自修复超疏水涂层，经实验验证十四酸改性的MA-SiO₂/HB-PDMS涂层接触角152.61°，滚动角1.9°，且经热处理可修复划痕。许宣洪等通过原位聚合法构建聚吡咯（PPy）包覆相变微胶囊（MPCM@PPy），实现光热转换与相变储能协同，PPy包覆量6 wt%时吸光度最佳，相变潜热160.99 J/g，模拟光照下涂层表面60 s内可从25℃升至50℃，此外，经单端羟丙基聚二甲基硅氧烷（PDMS-OH）封端改性制备PU-b-PDMS疏水涂层，研究发现PDMS-OH引入量4 mol%、PTMG分子量650时，涂层抗拉强度2.78 MPa、接触角108.4°，力学与疏水性能最优。
在复合涂层构建与性能优化方面，许宣洪等采用“基底+低表面能聚合物+疏水性微纳颗粒”策略，将疏水改性的H-MPCM@PPy与PU-b-PDMS复合，制备H-MPCM@PPy/PU-b-PDMS超疏水涂层，在H-MPCM@PPy添加量0.25 g时，接触角150.2°、滑动角8.3°，且兼具超疏水性及光热除冰能力。刘静等通过浸渍提拉法与铺埋法优化工艺，提升涂层机械稳定性与自修复性能，经实验验证MA-SiO₂/HB-PDMS涂层经5次胶带剥离、30 cm线性耐磨及50 min超声震荡后，接触角仍保持150°以上，80℃热处理2 h可修复划痕，抗腐蚀效率87.53%。此外，邢敏等针对铝合金基底与朱航等通过有机硅接枝改性聚氨酯复合纳米SiO₂，分别优化了基材适配性与涂层综合稳定性。
在应用性能测试方面，许宣洪等研发的防除冰涂层在-20℃、湿度90%环境中，100 μL水滴结冰时间延长至758 s，较PU-b-PDMS涂层延迟565.7%。冰黏附强度6.05 KPa，模拟光照下0℃环境中134 s融冰。刘静等制备的自修复涂层经10次高低温循环及24 h紫外老化后仍维持超疏水特性，防腐涂层可显著降低基底腐蚀电流密度，自清洁涂层能高效去除表面污染物。邢敏与朱航的研究则分别从基材适配性与复合改性角度，拓展了超疏水涂层的应用场景与性能边界。
整合本课题组四篇文献核心成果，借助多功能组分协同、结构优化与工艺创新，解决了超疏水涂层功能单一、稳定性不足等关键问题，开发了兼具防除冰、自修复、防腐蚀、自清洁等多功能的复合涂层体系，为交通、能源、建筑等领域的表面防护提供技术支撑与理论参考。
 

超疏水涂层,微纳结构；超疏水；光热转换；防除冰