作为重要的新一代仿生功能材料,超润湿性材料由于对液滴具有高接触角和低黏附等性能而引起了研究人员的极大兴趣。大量研究已表明:超润湿性材料的润湿特性主要取决于其表面结构和化学组成。而传统的超疏水表面因其机械强度弱、成本高、制备工艺复杂等问题远远不能满足当前超润湿性材料快速发展和实际应用的需求。因此,开发高性能、高强度、廉价的超润湿性材料是目前研究的热点,同时,新型涂层材料的开发、特殊材料的润湿性调控及新应用方向的探索将是未来研究的重点。本文先简单地阐述了超润湿材料的特点和原理,然后系统地综述了超润湿材料的研究现状及其优缺点。在此基础上,初步探索了仿生超润湿性材料的几种性能,并详细地介绍了其制备方法和研究手段。1)用柠檬酸作成孔剂,首次通过重结晶和原位消蚀相结合的方法制备出具有网络结构的超润湿性多孔PVDF膜,成功实现了对油包水型纳米乳液的有效分离。通过控制成孔剂的量来调节薄膜的孔率,确定了所需成孔剂的最佳浓度为0.08 mol/L。采用SEM、XPS、FTIR和接触角测量仪对膜的微观形貌、成分和润湿特征进行了表征,同时分析了其成孔机理。结果显示,所制备的PVDF膜呈现出多孔网络结构,表观孔径在500 nm以下,具有超亲油-油下超疏水和抗污的性质。利用膜的多孔性和选择润湿性,成功实现了对两相的油/水混合物和油包水型纳米乳液的分离。通过动态光散射分析了其分离效果,结果表明,所制得的多孔PVDF薄膜在重力作用下的乳液分离速度可达318 L m^-2 h^-1,分离效率高达99.81%。2)用甘油解辅助混合溶剂热法制备出具有花状多级结构的TiO₂微/纳米颗粒,经过煅烧和全氟硅烷修饰,得到了多功能的超双疏FOTS-TiO₂粉末和涂层。采用SEM、TEM、XRD、XPS等对煅烧处理和修饰前后所得产物的形貌、结构和晶型进行了表征。结果发现,煅烧和修饰处理不仅保留了花状结构,而且使得表面能降低。这种超双疏粉末对水、食用油和大部分有机溶剂（如正十六烷、二氯乙烷、环己烷和正癸烷等）都具有很强的排斥性,接触角均可达到150°以上。通过建立模型,从结构上分析了花状类球形结构对疏油性能的优异性。采用双面胶和喷胶,可以在各种基底上制备出稳定的超双疏涂层。另外,还进一步探索了涂层材料的机械稳定性、自清洁、防污和抗结冰等多种性能,效果显著。3)以沙漠中的沙子作为基材,以SiO₂、金属Cu和Ag作为包覆材料,通过正硅酸乙酯的水解和金属离子的还原,在沙子表面成功包覆上SiO₂、Ag和Cu层,实现了不同的表面粗糙度。再通过全氟硅烷和硫醇进行修饰,得到了不同润湿性和黏附力的超疏水沙子。采用SEM、光学显微镜、EDXS等对所得各种产物的形貌结构和成分进行了表征,确定了SiO₂、Ag和Cu对沙子表面的成功包覆和多级结构化处理。再通过XPS、FTIR等表征了产物表面的修饰成分。其中,采用SiO₂包覆和全氟硅烷修饰的沙子具有最好的疏水性,其接触角大于150°且滚动角小于10°。通过耐高温测试、蓄水能力测试及水输送减阻对比测试,研究了超疏水沙子在沙漠中对水的储存和运输的可能性。初步确定了20 cm厚的超疏水沙子可以承受25 cm深的水柱高度。更为主要的是,该超疏水沙子在400℃下依然可以保持很好的蓄水能力。同时,在输水模拟测试中发现,这种超疏水沙子具有很好的输水减阻效果,水滴在从13 cm长的沙子渠道里滚下来只需要0.3 s,速度高达0.45 m/s。综合以上工作,针对不同的材料,包括高分子、无机粉末和沙子,实现了表面结构和润湿性的调控,并初步探索了超润湿性材料的几种特殊性能,包括乳液分离、超双疏和水储运等。