每年因为结冰和结霜问题引发的事故和造成的经济损失不计其数,抗结冰和抗结霜受到人们广泛的关注,而目前的机械除冰或者喷洒抗冻剂的方法耗能高、污染环境,不能从根本上解决问题。受到自然界荷叶,水黾等启发,人们发现仿生超疏水表面具有一定抗结冰效果,尤其是超疏水表面冷凝水滴的自迁移现象以及高的结冰成核能垒等特点,使得超疏水表面在抗结冰研究领域受到越来越多的关注。本研究中,我们首先采用湿法氧化刻蚀方法在铜基底上制备出铜纳米针状结构,通过低表面能物质修饰得到超疏水铜表面,外加水滴在该表面上滚动角极小,冷凝水滴在该表面上能够快速融合,弹离表面,有着很强的自迁移能力。研究发现在基底温度-10℃,环境湿度60%时,样品表面能够延缓结霜长达4 h。在消除边缘效应情况下模拟实际环境（有微风）下的动态抗结冰,发现样品表面在-10℃下连续12 h都不结霜（再长未测）,实现了真正意义上的抗结霜,这表明具有纳米针状结构的铜超疏水表面具有优异的抗结霜能力。考虑到实际应用中,需要优化生产工艺和解决超疏水表面的大面积制备问题,我们制备了含纳米SiO₂自分层含氟涂料。通过不同涂装法,得到了纳米SiO₂超疏水涂层。把用Stober法制备的纳米SiO₂溶胶加入到实验室前期合成的含氟溶胶中,通过提拉方法制备了超疏水纳米SiO₂涂层,冷凝水滴在涂层表面有着快速融合和一定的自迁移能力。涂层在-10℃下能够延迟结霜长达1 h,动态（引入微风）抗结霜效果长达2 h。将市售纳米SiO₂粒子分散在上述氟硅溶胶中,再加入到水性环氧树脂中,通过简单喷涂得到了超疏水SiO₂涂层。该涂层可室温固化、经济、环保,与基底结合力高。模拟东北冬天低温环境,对该涂层的抗结冰性能进行研究,发现在-15℃下冰水混合物泼到该涂层上都不挂水结冰,但在-20℃下即开始挂冰珠。表征了涂层户外具有一定抗结冰效果,有望能用于南方冬季抗冻雨,但尚难以用于东北冬季动车抗结冰。