超疏水薄膜表面结构及其制备工艺的研究进展

李大玉，梁中阳，杜娇娇，张 超*

（扬州大学 机械工程学院，江苏 扬州 225127）

导致超疏水特性的主要原因源自于该种材料特殊的结构与物理特性[1]。随着科技的发展，人类逐步可以通过一些技术手段，人为地制造出一些拥有超疏水特性的表面。目前已经发展出了多种可以制造超疏水表面的工艺，在一定范围内被用于建筑、玻璃、钢铁、电线等的表面，这些材料所发挥出的防水、耐腐蚀、防结冰、防雾、自清洁等功能让人们看到了超疏水材料在工业生产中运用的巨大潜力。

目前，已有学者对超疏水表面技术的相关领域进行了研究[2-10]，例如郭永刚等[2]梳理了影响超疏水表面耐久性能的主要原因，综述了超疏水表面耐久性能的测试方法，总结了耐久性能增强的有效途径。王霞等[3]综述了多种超疏水理论模型的建立和发展，讨论了超疏水表面在防腐蚀应用方面的理论依据及存在的主要问题。万晶等[4]介绍了超疏水与光催化表面的自清洁原理和相关制备技术，阐述了超疏水光催化协同自清洁表面的制备原理及其在不同基材应用方面的研究现状。王永红等[5]综述了近些年来在非金属超疏水纳米涂层领域的最新技术和进展，介绍了不同种类的纳米材料构筑超疏水表面的方法及其应用。然而，针对于低温下（＜200℃）制备超疏水表面薄膜的微纳结构、材料体系以及相关的制备方法等方面的综述类文献还鲜有报道。

本文综述了可以用于低温下制备超疏水表面膜层的工艺方法，并对可选取的材料体系以及薄膜的表面微纳结构进行了文献分析，同时对多种合成工艺和方法的优劣性进行了分析和评价，总结了超疏水表面薄膜在工业上的实用性，最后提出了低温下制备高性能超疏水表面薄膜的技术领域中仍存在的问题以及未来的发展方向。

1 膜层的微纳结构

1.1 超疏水膜层表面结构要求

为了让材料基体表层获得超疏水性能，超疏水薄膜不仅需要有低的表面能，还要能够在材料基体表面独立构成超疏水结构。随着Young方程的提出，以及Wenzel模型和Cassie理论对于Young方程的补充和完善，如表1所示，确定了固体表面粗糙度、固体表面能与固体表面润湿性之间的关系，这些成为后人们对于超疏水表面制备的重要理论支撑。

表1 Young方程、Wenzel模型和Cassie理论对比

根据超疏水原理，即要达到超疏水性能（CA＞150º），更适合采用Cassie模型以使材料表面达到超疏水性能。而为了制造Cassie模型，即通过毛细管力使液体无法渗入或完全深入材料表面空隙，根据卡尔文力的计算公式，要在膜层表面结构内制造气穴，使一般液滴无法渗入或无法全部渗入，气穴或孔隙的大小应当小于2 nm[11]，因此一般需要通过制造表面具备微纳米结构且具备低表面能的膜层，才能在理论上达到超疏水性的要求。

1.2 超疏水膜层表面结构分类

1.2.1 颗粒堆积结构

膜层表面有大量微纳米颗粒堆积而成，颗粒与颗粒之间必然存在一定的孔隙，在减小颗粒尺寸的同时，提高膜层表面粗糙度，同时还控制了表面孔隙尺寸和分布等因素，这必然会对疏水性产生一定的影响。这种方式方便快捷可控，是最为常见和实用的工艺方法，在CVD，PECVD，电镀，溶液-凝胶等工艺中均可使用到，如Pan等[12]通过在钢表面喷涂PMMA-SNs悬浮液制备超疏水涂层。但往往可能也伴随着一定的缺点，主要是颗粒堆积所带来的表面强度方面的问题，同时在表面受到一定磨损后，疏水性能的保持能力也有待进一步的研究。但不可忽视的是，这的确是一种最容易控制所得表面形貌的工艺思路，也是当前最为流行的工艺技术。

1.2.2 花纹结构

花纹结构一般存在于膜层表面，多见于金属被特定溶液侵蚀之后产生，这种花纹结构通常是微纳米结构分层的产物。根据当前实验研究，这种微纳米分层结构可以有效提高膜层表面疏水性能，如Shen等[13]通过化学刻蚀在铝箔表面合成花瓣状的超疏水结构。该种工艺应用较少，其优点在于这种工艺往往是直接对基体作用而产生的，因此表面膜层与基体通常是一体的，这意味着产品表面结构更加稳定，疏水保持性较强，工艺流程也会相对简单。但加工工艺的设计和控制可能会变得较为复杂和困难，因此在实际应用中较为少见，很难将这种不常见的表面结构大范围应用于工业中。

1.2.3 网状结构

网状结构一般体现为规则而密集的槽或阵列状的壳，广泛均匀的分布于膜层表面，在自然界中多见于疏水的植物叶片上，又或存在于一些动物鳞片、羽毛等表面[14]。人工合成方式多见于两种，其一为对低表面能膜层进行飞秒激光（或两工艺顺序交换）处理，飞秒激光的优势在于由机器控制激光的路径从而对试样表面进行加工，如Zheng等[15]通过飞秒激光对钛合金表面进行加工，随后在表面合成双层膜层，形成复合超疏水膜层，阵列状表面结构和表面修饰涂层如图1所示。因此刻蚀规则的网状结构不仅可实现超疏水性能，同时效率、表面强度更高，被应用较多。但也存在一定的短板，比如不适合大面积加工，也不适合对形状不规则的试样进行表面加工。其二为通过微纳米级刮刀对试样表面低表面能膜层进行刮割（或两工艺顺序交换），这种加工原理与应用和飞秒激光类似，设备相对便宜，但精度与飞秒激光相比较差，蚀刻得到微纳米表面的过程中往往伴随一定的污染，且工艺较难控制，因此在应用上受到限制较多。这类工艺的共性在于都只适用于小规模测试使用，且相对其他工艺而言成本都相对高昂，因此大多停留在实验阶段。

图1 阵列状表面结构和表面修饰涂层[15]

1.2.4 纤维缠绕结构

表面纤维膜层在自然界中有较多存在[16]，但工业应用较少，通过纤维表面制造超疏水性一般集中在制造超疏水纺织纤维的应用上，但少数工艺中也有将纤维等通过电纺技术喷在试样表面形成纳米级纤维膜层，从而形成超疏水所需的粗糙度，直接获得或通过后续修饰工艺获得超疏水性能。如Cui等[17]在金属基材上制造聚偏二氟乙烯（PVDF）/硬脂酸（SA）纳米纤维，如图2所示，来获得超疏水性能。就目前而言，这的确是一种不易控制的工艺思路，但未来随着对纤维的研究和应用的加深，这或许是一个重要的研究思路和方向。

图2 纯PVDF纳米纤维涂层的FE-SEM图像[17]

对于表面微观结构的设计和控制方面，学者们已经做出了很多的尝试，但不论是采取何种表面微观结构，总体而言，依旧在遵循目前认可度较高的Cassie理论所述的在材料表面制造微观粗糙形貌，从而在液滴和表面膜层之间形成微纳米气穴。这种理论在现阶段是满足使用要求的，并且在未来相当一段时间内会被继续使用，是否会有新的理论体系产生尚不可知，但主流的趋势可能会一直停留在表面微观结构/膜层形貌的研究上。总而言之，就目前的研究而言，想要达到超疏水性能，足够的表面粗糙度是必不可少的，目前的超疏水膜层表面结构也印证了这一点。因此，在研究和制备超疏水膜层时，在选择材料和工艺时应当将制造表面微纳结构放在首要位置去考虑，这样才能提高制得超疏水表面膜层的成功率。

2 常见的超疏水表面/膜层材料体系

为了达到超疏水性能，膜层的表面能也必须进行很好的计算和控制，而这是由膜层表面材料所决定的，为了达到超疏水性能，即在平坦的疏水表面上的液滴CA值应当超过150º，膜层表面能应当低于液滴表面能的1/4。这就导致大多数粗糙度条件较好的试样可以达到90º的疏水性却很难达到150º的超疏水性能。而目前对于试样表面能最好的控制方法即改变表面材料或对表面进行改性工艺。为了实现超低的表面能，最常用的方法为使用低表面能的材料或基团，通过喷涂、沉积等工艺将Si、F等颗粒或元素固定在试样表面，具体材料的选择和工艺方法的控制将在本章进行详述。

在制备超疏水表面时，经过以往一些学者的计算，尝试与经验，目前用于对基体表面进行修饰，从而使基体表面获得一定粗糙度或低表面能的典型材料主要有以下几类，如表2所示。

表2 几种典型超疏水表面材料体系

2.1 Si基

在其中最常用的即SiO2和Si纳米线，Long等[18]在Si晶片表面制备Si纳米线，经过等离子改性后获得了150.7º的超疏水性。Zhang等[19]使用SiO2膜层辅助HF蚀刻工艺使得在304不锈钢表面获得了162.45º疏水角度的超疏水性。Zhang等[20]采用经过SiO2膜层改性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）在低碳钢表面上生成了坚固的具备152.7º水接触角的超疏水防腐蚀表面。

Si的来源广泛，且强度性能可观，这是导致Si基表面在超疏水表面中应用较为广泛的最主要的原因，而Si基膜层/表面较好的综合性能也没有令人失望，但在大多数应用中依旧需要和其他材料/工艺共同对基体表面进行修饰才能获得超疏水性能，这或许是其少有的缺点之一，如何克服这个缺点或许是未来一个重要的研究方向。

2.2 F基

在目前的研究中，Favia等[21]在PECVD法制备超疏水表面时选择沉积碳氟化合物，粗糙表面的结构和高氟化度对超疏水性起到了决定性作用。Zhao等[22]采用乳液聚合和溶液-凝胶法制备的F-SiO2共聚物的复合涂层，该涂层在具备超疏水性能的同时还表现出了高度的疏油性。毫无疑问，含F基团的存在使超疏水薄膜的合成变得简单易行，但与时代发展方向相悖，因此，未来含F基团可能不再如此受青睐。选择含F基团的良好替代品可能并非易事，但是却是当下和未来的重要研究方向。

2.3 金属氧化物类

2.3.1 ZnO等

学者Li等[23]分别尝试了带有细长柱状ZnO的Zn涂层，带有花状CuO结构的Cu涂层，具有蒲公英状CuO的Cu-Zn涂层，如图3所示，这三种表层结构均具备形成超疏水性能的能力。这是一种非常有前景的实验方案，因为它往往可以使用多种材料在多种基体表面进行尝试。

图3 蒲公英状CuO的Cu-Zn涂层[23]

2.3.2 TiO2等

Wang等[24]在煤粉灰表面包覆TiO2层，并与PDMS进行接枝，最终获得了优异的超疏水性，自清洁性，光催化性，同时还具备有优秀的抗酸碱稳定性和寿命。Qing等[25]通过喷涂法在钢基底上制备了杂化的氟化聚甲基氢硅氧烷和TiO2的复合超疏水涂层。TiO2是同时也是一种重要的功能材料，在光催化等方面具有着巨大的发挥潜力，将其功能性与超疏水性相结合，二者相辅相成，或许在未来是一个很好的研究方向。

总而言之，在有新的模型取代Cassie模型之前，超疏水表面修饰材料大多会被局限于追求基体表面粗糙度的提高以及低的表面能，一般而言，二者的有机结合才能使其彻底具备超疏水特性。就目前发展趋势而言，越来越多的无毒无害且易获得的材料体系被应用于超疏水研究将是未来新的发展趋势。事实上，还有很多其他可作为超疏水表面/膜层的材料已经被研究，因此，如碳纳米管[26]和烷链[25]等材料也逐步在超疏水领域取得了不错的效果，这里不过多进行赘述。总而言之，研究一种同时具备粗糙的微观结构和低的表面能，同时更加适合时代发展趋势的材料体系将会非常有发展前景。

3 低温下制备超疏水薄膜的工艺

在超疏水表面制备原理得到较为广泛的认可后，超疏水表面的制备方法主要发展方向即如Wenzel模型和Cassie理论中所述的，以提高固体表面粗糙度，并降低固体表面能为主。经过多年的发展，超疏水薄膜的主要制备方法主要包括以下几种：刻蚀法、模板法、化学气相沉积法、静电纺丝法、溶液-凝胶法、电化学沉积法、层层组装法、溶液沉浸法、相分离法、腐蚀法等。

3.1 常规CVD（化学气相沉积）方法

化学气相沉积法是一种典型的可以在复杂表面上进行薄膜沉积的干式工艺方法，原理简单，成本低廉且高效，但设备购买时价格较其他方式可能较为昂贵。在制备超疏水薄膜时，以在固体表面制造粗糙的薄膜为主要工作方式。温度不高且薄膜质地均匀，但往往表层薄膜与固体表面的粘合力较差，在机械磨损较强的场合可能会出现机械性能不足的情况。

Zareei等[27]选用带有PVC顶涂层的聚酯织物，在使用丙酮清洗并干燥后，将织物作为基底放入CVD反应室，随后将不同体积的二氯二甲基硅烷（DMDCS）和无水甲苯混合作为反应液放入CVD反应室内。使用膨润土干燥剂和高纯氮气带走反应室内的水后，在80℃下开始CVD反应。反应不同时间后取出基底，去除织物后使用乙醇多次清洗并烘烤干燥，在基底表面上生成了稳定的DMDCS纳米结构，最终在基底表面上获得了最大150º水接触角的超疏水性能，并且具备有一定的油水分离性能。

Kang等[28]通过多巴胺，Tris-HCl溶液，玻璃纤维膜（FG）的聚合反应，获得了具备亲水性和亲油性FG@PDA膜，随后通过CVD法将表面能极低的PDMS沉积到FG@PDA膜的表面，生成具备水接触角高达152º的超疏水性能的FG@PDA@PDMS膜。超疏水性能保持性良好，浸入水中取出后仍保持完全干燥，同时还保持了亲油的属性，因此也可用于油水的分离。

这类工艺往往在生产效率上存在一定缺陷，由于工艺和设备的局限型，往往需要一定的反应温度和较小的加工面积，这对未来的大规模运用以及对精密零部件的处理可能会带来一定的困扰，但极高的工艺稳定性和膜层均匀性却始终吸引着学者们的眼光。

3.2 辅助条件下的化学气相沉积（PECVD法）

等离子增强化学气相沉积法是一种特殊的物理气相沉积工艺方法，也是一种制造超疏水薄膜的良好工艺方法。Sagi等[29]选用RF电容耦合放电作为PECVD的主要沉积方法，选用Ar与CH4的混合气体作为前驱体，选用玻璃片与硅片分别做为整个反应的基底，以15秒为一个循环周期，当CH4占气体总量的2%时，在进行了约150个循环之后玻璃和硅的水接触角分别达到了160º，随后继续增加循环但接触角保持不变，但稳定性较差。当CH4占气体总量的7%时，在进行了约150个循环之后玻璃和硅的水接触角分别达到了150º，且疏水性稳定。

Favia P等[21]以四氟乙烯为原料，使用PECVD法将其沉积在基体上，使用较低的DC值和较高的电压频率，沉积表面获得了极高的疏水性，疏水性高达165º，研究表明，表面的结构和氟的组合是获得高疏水性的主要原因。

PECVD的出现使得CVD工艺变得更加清洁，也不再受反应温度的困扰，虽然在一些方面可能会带来负面影响，比如更高的成本，但不可否认的是，PECVD正以其独特的优点，如强大的工艺可控性，更好的膜层表面质量，在慢慢取得超疏水行业的青睐，若能进一步改善其成本，效率等缺陷，未来的发展将更有优势。

3.3 刻蚀法

刻蚀法分为激光刻蚀和等离子刻蚀，在激光刻蚀工艺方面，Bai等[30]将二缩水甘油醚、正辛胺以及间苯二甲胺按比例混合制成形状记忆聚合物，随后使用飞秒激光在该集合物表面制造微阵列柱表面，飞秒激光扫描分别设为两组不同参数进行两次正交交叉扫描。随后进行清洗，并以氟代烷基硅烷进行表面修饰。最终获得了具有153.5º的表面分层微柱结构，展现了优异的低黏性超疏水性，当表面微柱在外界压力下发生变形时超疏水略有降低，但可通过加热方式进行修复，最后该工艺成品还具有优良的循环寿命。

在等离子刻蚀方面，Cho等[31]采用耦合等离子体系统生产高密度等离子体，以Si晶片作为反应基体，在Si片表面存在凸起的SiO2掩膜孔，蚀刻过程采用深Si蚀刻，深Si蚀刻由蚀刻和沉积两部分组成，分别以SF6和C4F8作为反应气体，进行一定周期的深Si蚀刻后，在Si晶片表面上获得了各向异性和均匀排列的微米级棒，最终获得了接触角为165º的超疏水Si表面。

关于激光刻蚀这部分，其优缺点在前文中网状微观表面结构中已经进行阐述，这里不再赘述。以高密度等离子进行刻蚀却是一个很新颖的想法，成本比起激光刻蚀要低很多，并且可以更加轻松地控制刻蚀的尺寸和深度，虽然目前相关研究并不多，或许这是一个很有前景的研究方向。

3.4 电镀工艺

电镀工艺的主要方法为电化学沉积法，其原理较为简单，是在外电场的作用下通过电流使电解质溶液中的正负离子迁移，而电极上发生得失电子的氧化还原反应并在其中阴极上形成镀层的工艺方法，该种方法成膜速度较快、成膜质量好，但是仅适用于导电的基体材料。

Emarati等[32]将不同浓度的硅烷偶联剂（TMPSi）加入TiO2和碘的混合镀液中制备悬浮液，随后将制备的悬浮液在室温下搅拌以及超声波震荡，以316L不锈钢作为阴极进行电泳沉积（EPD），由于悬浮液中添加碘，溶剂中带正电的部分开始向阴极迁移并沉积，最后烘烤干燥，最终获得了具有168º的接触角和3.1º滚动角的超疏水表面。

Wang等[33]以低碳钢为基材，以TiO2颗粒，甲基氢聚硅氧烷（粘合促进剂和疏水性增强剂）和乙醇制成TiO2悬浮液，悬浮液的pH值为2～3。阴极与阳极均为作为基材的磷化低碳钢板，以恒定电压进行沉积，沉积完成后进行干燥，并用有机硅油（KF-99）溶液进行处理随后固化。该工艺最终获得了160.7º接触角的富有弹性的超疏水涂层。

但随着时代要求的变化，电镀所带来的环境污染成为了其急需解决的问题，即使有着众多的优点，但依旧不能无视其所带来的污染，因此，在该工艺方面，应当尽可能减少所用材料对环境所带来的负担，这样才会有更好的发展前景。

3.5 溶液凝胶法

溶液-凝胶法是一种常见的薄膜制备方法，在制备超疏水薄膜时，以一定化合物作为前驱体（组分一般具有高度的化学活性），将该化合物水解并随之对其进行缩合反应便可得到成分稳定的凝胶，干燥后去除溶剂，此时在固体表面会留下众多的纳米级的孔隙，这种孔隙的产生往往可以带来疏水性上的巨大提升。该种工艺从性能上讲提升较大，但往往会带来一定的负面影响，如整体薄膜可控性较差或在表面上留下污染等缺点。

Xie等[34]以纤维素膜为基体，通过原硅酸四乙脂与十六烷基三甲氧基硅烷在氨水催化作用下发生的一系列水解和缩合反应，最终在纤维素膜基体表面上形成了烷基硅烷薄膜，此时，在该薄膜的表面存在有大量较长的疏水性基链附着，因此极大地增强了表面的疏水性，经过表征，加工后的纤维素膜具有优异的超疏水性和超亲油性，水接触角高达161.8º，滚动角为1.3º，而油的接触角为0º。同时该膜具有较强的抗水浸入能力，同时还具备较强的化学稳定性和机械耐久性，在油水分离领域有着很大的应用潜力。

综上所述，较为详细地叙述了目前已有的各类超疏水膜层低温制备方案，不同工艺各有其优缺点，在未来的研究方向上，应当尽可能地针对其缺点进行优化。同时，在工业制备中，应当尽可能地根据实际情况，选取合适工艺，取长补短，在实际应用中推动超疏水膜层地研究和发展。

4 超疏水表面薄膜的应用

超疏水薄膜的应用逐步被挖掘，由于其物理特性，现已被应用于多个领域，主要包括防水防冰、自清洁、耐腐蚀、抗菌、油水分离等领域。

4.1 防水防冰方面

随着电子产业的发展，电子产品的寿命及防护越来越被重视，尤其是在防水方面，传统的外壳保护在达到IPX4级防水之后越发力不从心，因此在电路板上浸涂超疏水涂层和薄膜成为了重要发展思路，在现如今浸涂有超疏水防护的电路板已经达到了IPX7级防护水平，Wan等[35]氟化硅基超疏水涂料增强了电路板的防水和抗腐蚀能力。而在防冰方面，由于超疏水的特性，水滴等很难粘附在被保护物的表面，从而降低了被覆冰的几率以及凝冰时的温度。在输电线路方面较其他防冰除冰优势更为明显，因此被广泛运用。

4.2 自清洁方面

最先启发人类发现超疏水现象的荷叶，有着极为出色的自清洁能力，当液滴落在荷叶表面时，由于荷叶表面有着超小的水滚动角，因此只要有一个很小的角度，水滴就会自然滚落，同时带走荷叶表面的灰尘等。基于这种现象，超疏水被广泛了运用于建筑或器具等的表面防护上，在带走污染物的同时可防止建筑等表面的液滴粘附、侵蚀等负面影响，Li等[36]通过电化学刻蚀的方法制造超疏水镁合金表面，经过低表面能膜层修饰后，有着优秀的自清洁性能，即使经过多次液体冲击和冷热变化，依旧能保持表面的光洁。

4.3 耐腐蚀方面

超疏水薄膜的开发虽然并非针对耐腐蚀方面，但是在试验和表征过程中发现某些超疏水薄膜制备工艺对于耐腐蚀性能也有一定的正面影响。如在金属表层上浸涂氟化二氧化硅颗粒薄膜等，在产生超疏水特性的同时还对金属表面形成了致密的防护，并因为其自身的物理特性而对金属的防腐蚀产生了巨大的正面影响。An等[37]采用经三甲氧基硅烷（FAS）改性的二氧化铈纳米颗粒制成了稳定的抗腐蚀超疏水表面膜层。此外，超疏水薄膜的耐腐蚀功能在电路板防护方面也有一定的应用，通过自身的特性，极大地提高了电路板耐恶劣工作环境的能力以及抗腐蚀性能，从而提高了电路板的寿命。

4.4 抗菌性方面

低温下生成超疏水薄膜工艺还可以在医疗产品上有着广泛的运用。这种运用主要源自于两个方面，一是薄膜材料本身对于病菌有一定的灭杀能力，二则来自于超疏水薄膜的自清洁效应使得病菌很难粘附在固体表面。如Seyfi等[38]将多孔超疏水聚氯乙烯（PVC）膜组合到热塑性聚氨酯（TPU）板材表面，在获得超疏水性能的同时还具备了持久的杀菌作用。而将二氧化硅的胶体制成聚合物纳米复合材料，可以通过自清洁的特性来防止细菌的污染。

4.5 油水分离方面

一些具备超疏水性能的薄膜往往还伴随着超亲油性，这意味着该薄膜在排斥水的同时对于油类具有超乎寻常的亲和力。在近些年，随着海下石油的开采以及石油运输过程中的泄露时有发生，对自然生态都有着极度恶劣的影响。超疏水薄膜的研究给这方面的问题提供了一个不错的解决方案，如Zhou等[39]通过月桂酸改性制成了超疏水的TiO2筛网，兼具油水分离和防冰功能，同时基于超疏水薄膜的研究还可以制成一系列油水分离材料如油水分离滤纸、吸油斥水的棉织物等。

4.6 其他应用

超疏水薄膜还在其他方面有应用，如一些超疏水薄膜是透明状态[40]，它表面的粗糙结构在提供超疏水性能的同时还降低的材料表层的抗反射能力。某些超疏水薄膜制备材料为碳纳米纤维等，这种薄膜往往在具备超疏水性能的同时还拥有着优异的导电能力[41]，在某些场合可以作为导体使用。

5 结语与展望

这些年来，低温下进行的超疏水薄膜的研究一直以一种较快的速度进行和发展着，目前可以推测的是，在未来这种材料应用前景十分广泛。但目前尚且因为成本，环境，生产效率，产品寿命等方面的限制，实际能运用于工业生产中的产品和工艺方案还不多。从超疏水原理角度上，对于超疏水薄膜表面形貌，尺寸以及材料选用方面还有待更深入的研究。从工艺生产方面，目前对薄膜的表面能进行控制的原材料都较为昂贵且容易造成污染，又或是生产工艺可能会对原材料基体产生一定的破坏。最后，从薄膜的性能方面，疏水性能满足使用要求，但薄膜这种二维材料整体厚度较差，强度较低，对于表面疏水性的保持以及抗机械磨损的能力方面都有着巨大的提升空间。因此认为，如何在低温下以一种较为环保低成本，对基底伤害较小，且抗老化和机械磨损的超疏水薄膜将是该领域重要的研究方向。