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传统超疏水涂层因表面微纳结构缺乏有效保护致机械耐久性差。研究人员采用激光诱导仿生策略，在铜基底构建蜂窝微腔阵列并填充 SiO?NP / 氟化环氧复合材料。结果表明涂层耐久性显著提升，为工程适用超疏水涂层开发提供新途径。
在材料科学与表面工程领域，超疏水涂层因其独特的防水、防腐蚀等性能备受关注。然而，传统超疏水涂层普遍面临一个棘手难题：表面微纳结构缺乏有效保护，导致机械耐久性较差，在摩擦、冲击等机械载荷作用下，易发生结构降解，出现接触角衰减、接触角滞后增大等问题，严重制约了其实际应用。尤其是在工业中广泛使用的铜材料，在能源传输、交通运输和电子设备等领域面临严峻的环境挑战，对其表面进行功能化改性的需求愈发迫切。
为解决这一关键问题，国内研究人员开展了相关研究。他们从自然界的蜂窝结构中获得灵感，提出了激光诱导仿生协同策略，旨在通过跨尺度结构设计提升铜基超疏水涂层的耐久性。该研究成果发表在《Applied Surface Science》。
研究人员主要采用的关键技术方法包括：利用激光加工技术在铜表面构建蜂窝微腔阵列，借助激光处理过程中的梯度能量沉积，使蜂窝孔壁形成高强度支撑框架；随后，用氟化环氧树脂 / SiO?纳米复合材料填充微腔，经热固化形成化学键合的增强微纳复合界面。
涂层形貌、组成及润湿性表征
通过扫描电子显微镜（SEM）观察发现，成功在铜基底表面制备出规则的六边形蜂窝阵列。高倍 SEM 图像显示，蜂窝内壁存在熔体再凝结特征，表明激光加工过程中的瞬时高温使基底表面局部熔化，形成了尺寸约 5-10μm 的 “突触” 状结构。
涂层性能测试
该涂层展现出优异的超疏水性能，接触角达 160°，滚动角仅 4°。在 2.5kPa 载荷下，用 1000 目砂纸磨损 200m 后，接触角仍保持在 150° 以上，显示出极强的机械耐久性。经 pH 1-10 溶液浸泡 72 小时、150W 紫外线照射 12 小时后，涂层仍能保持超疏水性能，化学稳定性出色。电化学测试表明，其腐蚀防护效率达 97.5%，具备良好的耐腐蚀性能。热稳定性测试显示，在 - 20°C 至 300°C 的宽温范围内，接触角和滑动角变化极小。
结论
本研究通过激光诱导仿生蜂窝结构与纳米复合材料的协同设计，成功开发出综合性能优异的铜基超疏水涂层。该涂层不仅实现了高接触角和低滑动角，还在强烈的砂纸磨损后保持超疏水性能，在液滴冲击和砂冲击测试中表现出显著的抗冲击能力。研究通过仿生结构设计与化学键合调控，突破了传统涂层机械耐久性与超疏水性的兼容性瓶颈，为工程适用超疏水涂层的开发提供了新方法，有望推动其在工业领域的广泛应用，对延长关键部件寿命、减少能源损失等具有重要意义。
