超疏水表面因其獨特的自清潔性能而備受關注，其作用機理主要體現在以下幾個方面。一是在低表面能的粗糙表面上，污染物（如灰塵顆粒）與超疏水表面的實際接觸面積很減小，導致兩者間的附著力大幅降低；二是當水滴在表面滾動時，能夠有效捕獲并包裹這些污染物顆粒，并在滾落過程中將其帶離表面，從而實現自清潔效果；三是環境中的重力、風力等外力作用也可協同促進污染物的去除。

2.2  防冰與除冰

覆冰會對飛機、風力葉片、輸電線路等的運行造成很大的影響，若對表面進行超疏水涂層處理，落在表面的冰晶會因自身重力或氣流影響而迅速滑落，使得冰晶無法在表面成形、累積，從而避免事故發生。

2.3  油水分離

水分離作為一項重要的環境治理技術，其傳統分離機制主要依賴于重力驅動，利用水相和油相在表面潤濕性上的本質差異實現分離。大多數超疏水表面是疏水和親脂的，允許油性液體通過并阻止水相通過，從而實現高效的油水分離。

Gao等通過電噴霧技術制備的聚偏氟乙烯（PVDF）/SiO₂復合微球，用于油水分離的超疏水涂層，如圖4a。

2.4  防霧

通過在表面構建微納分級結構，使水滴形成高接觸角和低滾動角，從而促使表面凝結的水滴迅速滾落。這一特性可有效防止水滴在表面的附著和聚集，避免因霧滴對光的散射和反射而導致的視線模糊現象。

2.5  防腐

耐腐蝕超疏水涂層通過低表面能化學組分與微納復合結構的協同作用，構建了多重防護體系。其一，低表面能特性賦予涂層超疏水性能，顯著降低腐蝕介質（如水、電解質）的浸潤與附著；其二，微米-納米級分級粗糙結構通過“荷葉效應”增強疏水性，并利用滾動水滴的自清潔功能持續清除表面污染物；其三，涂層致密的物理屏障可有效阻隔腐蝕因子滲透。這種“疏水阻隔-自清潔-物理屏蔽”的協同機制，使其在海洋重腐蝕環境、工業強腐蝕場景及基礎設施領域中展現出長效防護能力。

3.1  賦予自修復能力

   具有自修復能力的超疏水涂層可在機械磨損下能夠自發或在一定外力作用下恢復超疏水能力。這種自修復能力可通過材料內部的化學或物理機制實現，自修復涂層主要分為外援型自修復和本征型自修復兩種類型。

3.2  構造多層級微納米結構

3.3  引入保護結構

超疏水涂層的微納米結構可以通過構造保護結構提高耐用性。通過特定材料或結構設計，為微納米結構提供一種保護外殼或骨架，這種結構可以分散涂層中納米顆粒所受到的應力，減弱外部的機械磨損，顯著提升微納米結構的穩定性和耐久性，同時保持涂層的超疏水特性。

3.4  增大交聯密度

在一定程度上增大交聯密度可使涂層表面的分子鏈之間連接更加緊密，并且微納米結構也被包覆得更加嚴實，提高了涂層的機械強度與耐磨性，延長了超疏水涂層的使用壽命。特別地，具有共價鍵自修復能力的涂層也會通過動態共價鍵增加交聯點，從而增大交聯密度，結合自修復能力，進一步提高了超疏水涂層的耐用性。

3.5  添加層狀或剛性材料

層狀結構材料（如石墨烯、六方氮化硼）層間作用力較弱，具有一定的潤滑作用，可在機械磨損時層層之間發生平移，分散摩擦時的應力，可在一定程度上降低機械磨損對超疏水涂層的破壞；剛性材料（如碳納米管）具有較好的機械穩定性，摻入涂層后使涂層具有類似鋼筋混凝土的結構，增強了超疏水涂層的機械穩定性，兩種材料均可提高超疏水涂層的耐用性，并且一些改性過后的材料還可提高其他方面的性能。