通常将静态水接触角（CA）大于150°、滑动角（SA）小于10°的材料定义为超疏水材料。超疏水材料已广泛应用于防腐、防冰、油水分离和自清洁等领域，表现出极大的工业价值。大量研究表明，超疏水表面的形成与其润湿性密切相关，润湿性取决于材料的表面能和表面形态。与微纳米结构表面相关的低表面能可以有效地增强超疏水性。目前，制备超疏水涂层的方法主要有喷涂、化学气相沉积和纳米结构改性等。不同的制备方法可以获得具有不同微观结构的涂层，从而显著提高其疏水性和超疏水性。例如，通过添加纳米颗粒来增加涂层的表面粗糙度，可以有效增加水滴的静态接触角，从而实现超疏水性。超疏水理论模型，如Wenzel模型和Cassie-Baxter模型，为理解表面粗糙度对超疏水性的影响提供了重要框架。Wenzel模型描述了当液体完全填充粗糙表面时，表面粗糙度会增加固有接触角，使亲水表面更亲水，疏水表面更疏水。Cassie-Baxter模型强调疏水表面存在气固界面，使水滴能够悬浮在空气缓冲层上，形成气液界面，从而增加表观接触角。Cassie-Baxter理论对于超疏水涂层的设计和优化具有重要意义。

近年来，超疏水涂层在航空、海洋、建筑和工业设备领域展示出巨大的潜力，特别是在保护基材免受恶劣环境的影响方面。但在实际应用中，超疏水涂层在面对高磨损、高腐蚀环境时，性能会迅速下降，成为制约其实际应用的瓶颈。在实际环境中，超疏水涂层的机械稳定性直接决定了其能否长期使用，如防腐、自清洁、微塑料（MPs）去除等。因此，研究和开发能够在恶劣条件下保持超疏水性的涂层尤为重要。研究表明，即使某些表面特征磨损，使用双尺度粗糙度也能保持稳定的Cassie状态。这种形态涉及强大的微尺度凸起，为叠加在较大图案上更脆弱的纳米级粗糙度提供保护。双尺度粗糙度的协同效应显著地稳定了Cassie状态，并降低了微尺度结构对高纵横比的依赖。超疏水涂层的机械稳定性在许多领域都至关重要，特别是在去除MPs等应用中，涂层需要长时间承受流体冲击和颗粒摩擦。因此，提高超疏水涂层的耐磨性不仅有助于延长其使用寿命，而且直接影响其在水环境治理中的有效性。

与此同时，微塑料污染已成为全球水环境治理面临的重大挑战。MPs很小，很难降解，在水体中的积累对水生生态系统和人类健康构成严重威胁。虽然近年来膜过滤、浮选等技术在去除MPs方面取得了一定的进展，但这些传统方法存在能耗高、处理效率低以及可能产生二次污染等问题。因此，开发新型高效的MPs去除材料已成为迫切需求。超疏水涂层因其特殊的表面性能，可以有效地排斥水中悬浮颗粒，有望在水体中实现高效微塑料清除。使用超疏水材料去除MPs和油水分离受到越来越多的关注。与传统的水处理技术相比，超疏水表面通过排斥水相和形成稳定的气固界面，有助于提高MPs的富集效率，从而在低能耗条件下实现高效分离。然而，在实际应用中，超疏水涂层经常受到摩擦、磨损和冲击等各种形式的机械应力，这大大削弱了其超疏水性。研究表明，材料的微观结构和表面化学对于在磨损过程中保持超疏水性至关重要，但大多数涂层在磨损后都无法保持其超疏水性。因此，如果涂层不具有耐用和强的超疏水性，其去除MPs的有效性将大大降低。

近期，南京农业大学康敏团队、巴塞罗那大学采用一步电沉积法，成功开发了一种坚固耐磨的超疏水涂层，用于去除水中的微塑料。