近年来,受到“荷叶效应”而发展起来的超疏水表面受到了越来越多的关注。这种超疏水表面在水性环境中具有自清洁,防腐蚀等大量的优异的应用潜质。与超疏水表面相比,超双疏表面具有更多潜在的应用前景和价值。凹凸棒石(PAL)是一种硅酸盐粘土矿物,是一种天然的一维纳米材料,在这里用于制备仿生超双疏涂层是PAL新的研究、应用领域。本文通过1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)和正硅酸乙酯(TEOS)的水解缩合来制备悬浮液,采用超声、搅拌促进悬浮液分散均匀和反应完全,采用喷涂法最终制作超双疏涂层。本文主要的研究内容与结果包括:(1)系统地研究了PAL改性对氟化聚硅氧烷包裹PAL(PAL@fluoro POS)超双疏涂层的超双疏性能和显微结构的影响。首先,通过酸活化,固态研磨和热活化对PAL进行改性。然后,通过将1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯水解缩合到改性的PAL上,制得稳定的PAL@fluoro POS悬浮液;再通过喷涂法将PAL@fluoro POS悬浮液喷涂于基材上,制备PAL@fluoro POS涂层。发现涂层的微观结构可以通过酸活化和固态研磨来控制。在一定条件下(2 M HCl,15°C)和适当时间(10分钟)的研磨,有助于通过在涂层表面形成较小的突起和微孔来改善涂层的超双疏性。相反,热活化导致超双疏性下降,特别是在高温下。所制备的涂层具有优异的超双疏性,并且机械强度高且热稳定性良好,可以承受100 k Pa的强劲水流冲刷20分钟和350°C的高温1小时而保持超双疏性。此外,该超双疏涂层可以应用于各种基材,如铝箔,PTFE板,木板和聚酯纺织品等。(2)彩色超双疏涂层近年来越来越受到关注,但制备难度比较大。我们报道了一种机械稳定和热稳定的彩色超双疏涂层的制备方法。首先,通过PAL与Fe(III)盐的固态研磨或水热反应制备了凹凸棒石纳米棒和氧化铁红(IOR)的复合物(PAL/IOR),然后通过水解缩合硅烷来形成悬浮液。随后,通过将悬浮液喷涂到基材上来制备超双疏涂层。超双疏性取决于PAL/IOR复合物浓度和固态研磨时间影响。该彩色涂层具有优异的超双疏性,对水和低表面张力的各种有机液体如甲苯和正癸烷具有高接触角和低滚动角。该涂层还具有高的机械,化学和热稳定性。经过400°C高温处理1小时后,仍能保持其超双疏性能,优于所有已经报道的彩色超疏水、超双疏涂层。而且,不同色彩的超双疏涂层可以通过使用其他铁氧化物代替IOR而制成,同时这些涂层可应用于各种基材。因此,这种彩色超双疏涂层有望应用于抗油污和文物修复等领域。