表面浸潤性是影響物體表面超疏水性能的重要因素。物體的表面浸潤性會受到表面自由能的影響，同時還受到材料表面微觀粗糙結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù)浸潤性模型理論，制備超疏水涂層的原理主要分為以下兩種：

（1）在微納米結(jié)構(gòu)粗糙表面上修飾低表面能物質(zhì)；

（2）在低表面能物質(zhì)表面構(gòu)造微納米結(jié)構(gòu)的粗糙表面。

超疏水涂層的制備方法多種多樣，但基本上都是建立在兩種制備原理的基礎(chǔ)之上。

模板法是指在具有一定粗糙結(jié)構(gòu)的模板材料上，將基體材料澆注到模板表面，待固化后去除模板，從而獲得具有模板結(jié)構(gòu)的超疏水涂層。模板法主要分為以聚二甲基硅氧烷(PDMS)等為模板的“軟模板法”和以金屬為模板的“硬模板法”。

1.能夠精確控制涂層表面的微觀結(jié)構(gòu)和形貌，制備出具有高度有序結(jié)構(gòu)的超疏水表面；
2.操作簡單、可重復使用、空間限制少、可有效避免納米顆粒團聚。

1.受模板大小的限制，超疏水表面尺寸及規(guī)模受到限制；
2.適用范圍相對較窄，對于一些復雜形狀的基底難以實現(xiàn)均勻涂覆；
3.需要復雜的模板設(shè)計和處理過程，經(jīng)濟性偏低。

層層自組裝法是利用分子間的相互作用力（如氫鍵、共價鍵、范德華力、配位鍵、靜電作用等），將不同物質(zhì)逐層交替沉積在基底表面上構(gòu)建微納粗糙結(jié)構(gòu)。

1.可以精準調(diào)控材料厚度和涂層性能，具有良好的穩(wěn)定性和重復性；
2.對基底的形狀、尺寸和材質(zhì)等要求較低，適用于各種基底材料，有較強的通用性；
3.通常在常溫常壓下進行，制備簡單，成本低廉，對環(huán)境友好，能耗低。

1.對材料的結(jié)構(gòu)和性能要求較高，需要精確控制材料的化學組成和分子結(jié)構(gòu)；
2.制備周期長，大規(guī)模生產(chǎn)可能存在一定的困難；
3.多層材料穩(wěn)定性不足，在特殊環(huán)境下會出現(xiàn)涂層失效的情況。

溶膠凝膠法是指在液相條件下，將高化學活性的組分作為前驅(qū)體混合后進行水解或縮合反應(yīng)獲得溶膠體系，再經(jīng)陳化形成凝膠，然后經(jīng)過干燥、固化等處理后，獲得具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的超疏水涂層。

1.操作簡單、條件溫和、成本低廉，對設(shè)備要求低，可大規(guī)模生產(chǎn)；
2.對基底要求相對較低，適用于多種基底材料；
3.能夠在分子水平上實現(xiàn)均勻摻雜，可以均勻定量地摻入一些微量元素；
4.制備出的涂層均勻性好，孔隙率較高，有利于形成超疏水表面的微納結(jié)構(gòu)。

1.涂層結(jié)構(gòu)的可控性比較差；
2.制備周期較長、成品穩(wěn)定性差；
3.原料多為有機物，對人體有一定的危害性。

靜電紡絲法主要用于高分子材料的纖維化制備上，將聚合物溶液或熔體在強電場作用下產(chǎn)生靜電霧化，形成聚合物微小射流，最終落在基材上，形成微納米粗糙結(jié)構(gòu)超疏水涂層/膜的一種方法。

1.操作相對簡單，可重復性好，適用于大規(guī)模生產(chǎn)；
2.能夠制備出具有高比表面積和孔隙率的纖維狀材料，有利于提高涂層的超疏水性；
3.可以通過調(diào)整紡絲參數(shù)和溶液組成，精確控制纖維的直徑、形態(tài)和結(jié)構(gòu)。

1.對生產(chǎn)設(shè)備和材料的要求較高；
2.制得的纖維膜的機械強度相對較低，可能需要進行后續(xù)處理或與其他材料復合提高其機械性能；
3.需要使用高壓電源，存在一定的安全隱患。

化學氣相沉積法指在基體表面沉積特定化學物質(zhì)或化學基團，通過控制沉積時間和溫度等條件形成一層微納級結(jié)構(gòu)的薄膜來制備超疏水涂層的方法。

1.可以精確控制涂層的厚度、組成和結(jié)構(gòu)；
2.簡單易操作，能在復雜形狀基底上沉積均勻涂層；
3.涂層純度高、致密性好、與基底結(jié)合力強，化學穩(wěn)定性和機械性能良好。

1.成本較高、反應(yīng)條件較為苛刻、設(shè)備要求高，限制了其廣泛應(yīng)用；
2.反應(yīng)需高溫和等離子體等條件，能耗大，對基底材料有耐高溫限制；
3.制備過程中產(chǎn)生廢氣需要處理。

刻蝕法可以通過化學刻蝕、等離子體刻蝕和激光刻蝕等多種方式來改善加工表面的粗糙度。

化學刻蝕法是指利用強酸性或強堿性的蝕刻劑對金屬表面進行選擇性蝕刻，從而獲得粗糙微納結(jié)構(gòu)的方法。

優(yōu)點：

1.工藝簡單、成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)；
2.可以精確控制基底表面微觀結(jié)構(gòu)的粗糙度和孔隙率等。

缺點：

1.表面微觀結(jié)構(gòu)均勻性較差、重復性不好，不利于大規(guī)模生產(chǎn)中的質(zhì)量控制；

2.反應(yīng)后的廢液需要專門處理，增加環(huán)保成本和處理難度。

等離子體刻蝕法就是在基板表面蝕刻等離子體(Ar,N2或CF)以獲得具有二次微/納米結(jié)構(gòu)的超疏水涂層的方法。

優(yōu)點：

1.可以精確基底表面微觀結(jié)構(gòu)的粗糙度和孔隙率等；
2.能夠選擇性的刻蝕基底表面特定區(qū)域，適用范圍廣；
3.無需使用化學試劑，對環(huán)境友好。

缺點：

1.設(shè)備成本高、工藝復雜、制備周期相對較長；
2.對基底材料會造成一定的損傷，影響基底材料的性能和使用壽命。

激光刻蝕法是指利用高能激光束照射基材表面，使能量束照射的區(qū)域被熔化或熔融形成粗糙的微觀形貌。

優(yōu)點：

1.通過調(diào)整激光束能量密度，在基材表面創(chuàng)造出形貌可控的微納粗糙結(jié)構(gòu)；
2.操作簡單、精度高和粗糙結(jié)構(gòu)均勻可控。

缺點：

1.制備具有多尺度結(jié)構(gòu)閉合形貌的微觀結(jié)構(gòu)時面臨挑戰(zhàn)；
2.設(shè)備相對昂貴，成本較高，不利于批量化加工制備。

相分離法是將聚合物溶液中的液相移除，使聚合物成膜并得到多孔、粗糙結(jié)構(gòu)的方法。

1.工藝簡單、成本低廉；
2.涂層性能良好，可設(shè)計性強；
3.有利于獲得超疏水介孔薄膜。

1.微觀結(jié)構(gòu)控制難度大，表面能調(diào)節(jié)有限；
2.對溶劑、溫度等制備條件較敏感；
3.需要采取有效防護措施和廢氣處理手段，減少對環(huán)境的污染。

涂覆法根據(jù)涂覆方法的不同可以分為噴涂法、浸涂法和旋涂法。

噴涂法是指將聚合物或天然生物質(zhì)材料和納米顆粒的混合溶液在一定壓力下從噴槍中噴出，形成霧狀黏附在基底表面，經(jīng)過固化和干燥獲后形成具有微/納米粗糙結(jié)構(gòu)的超疏水涂層。

優(yōu)點：

1.工藝簡單、成本低廉、適用于大面積表面制備；
2.施工方便，對基材無特殊要求，且易于實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。

缺點：

1.難以控制涂層的均勻性、耐磨性和耐久性，難以滿足特殊環(huán)境應(yīng)用需求；
2.需要使用有機溶劑，溶劑揮發(fā)會造成資源浪費且污染環(huán)境。

浸涂法是指將基材浸入配制好的涂料或懸浮液中一段時間，取出后通過干燥和固化制成涂層的一種方法。浸涂法一般用于織物的超疏水改性，但也有相關(guān)研究進行木材和玻璃等基材的表面超疏水改性。

優(yōu)點：操作簡單，效率高。

缺點：涂層厚度不均。

旋涂法是指在基材表面上先添加一定量的涂料或溶液，然后將整個基材和涂料作為整體系統(tǒng)，以一定的速度進行旋轉(zhuǎn)，最終制備出的具有所需厚度涂層的一種方法。

優(yōu)點：涂層厚度均勻。

缺點：難以制備大尺寸面積。

除了上述主流的超疏水涂層的制備方法外，還有水熱法、納米二氧化硅填充法、電鍍法、直寫法、3D打印法、陽極氧化法等。此類方法均存在優(yōu)缺點，在制備的時候需結(jié)合實際情況，進行選擇利用，也可將其中的方法進行結(jié)合交叉使用。高質(zhì)、高效、普適性強、性價比高的涂層制備方法是今后的主要發(fā)展方向。