余剑武，陆岳托，罗红，仝瑞庆，宋金根

（1.湖南大学 机械与运载工程学院，长沙 410082； 2.汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082）

疏水与超疏水表面在防水、防冰[1-2]、防雾[3]、自清洁[4]及液滴导向[5]等领域具有广阔的应用价值，引起了学术界的广泛关注，如何制备疏水甚至超疏水表面是当前一大研究热点。目前制备疏水性和超疏水性表面的方法主要包括自下而上压印[6]、软光刻[7]、喷涂和等离子处理[8-9]等。Ogihara 等[10]使用喷涂技术在纸张表面制备了透明的超疏水SiO2涂层，且涂层具有一定的抗脱落能力，在书籍保存方面表现出很大的应用潜力。Jokinen 等[11]使用离子刻蚀与离子沉积等多种技术，使表面同时具备超疏水性和超亲水性，能够控制液滴形状并进行液体分离，在生物应用、微流控平台等方面都有很好的应用前景。然而，这些方法制备的疏水表面微结构形状可控性差，这在很大程度上限制了表面微结构形状尺寸与其疏水性能的相关性量化研究。与之相比，传统机械微加工方法具有独特优势，可通过设定切削参数和刀具路径，直接控制加工外形和尺寸[12]。但结合公开文献报道，目前关于传统机加工方法制备的疏水和超疏水表面的研究十分有限。

在理论方面，Wenzel 和Cassie 等人作出了重要贡献，他们提出的Wenzel 理论[13]和Cassie 理论[14]是目前主要的表面润湿性理论，分别对应Wenzel 状态和Cassie 状态两种润湿状态。两种理论都使用表面本征接触角和表面微结构的粗糙度因子进行微结构表面接触角的预测，其中，本征接触角为液滴在光滑材料表面的接触角，而粗糙度因子则与表面的微结构有关。……