湿润性是固体表面一个很重要的性质,不同的湿润性可以赋予表面不同的能力,比如超亲水、超疏水、超双疏性等等,这其中超双疏性赋予了固体表面更多独特的性质。近年来,人们已经可以通过多种途径获取性能良好的超双疏表面。大量的研究证明分级的表面结构是制造超双疏表面的关键因素,这是因为再重入或者微纳结合的分级表面结构能够有效捕获大量的空气分子防止低表面能的液滴渗入固体表面。然而目前学术界除了原子力显微镜(AFM)外还没有更好的测量技术对不同的表面结构形成的非湿润特效场进行考察。另外,由分级的表面结构构建的超双疏表面非常的脆弱,这进一步限制了超双疏表面的应用,虽然有机/无机粘合剂的使用会加强超双疏表面的稳定性,但是它们会减弱其固体表面的疏液性。基于上述原因,本文通过水热法、原位生长法和高温煅烧制备了 C/TiO2、HM-TiO2、Te@C、Te@C-SiO2、SNTs等一系列不同的表面结构,并通过引入磷酸二氢铝无机粘合剂制备了稳定性较好的超疏油,超双疏表面,论文进一步利用氮气吸附脱附技术对各种表面特效场进行了检测分析。主要研究内容如下:1.强健的超疏油的制备及其特效场的研究通过水热法及高温煅烧制备了分级介孔的HM-TiO2结构,进过CVD氟化后这种分级介孔结构对橄榄油显示出良好的排斥性,其橄榄油的接触角为154°,滚动角为6.1,表现出了良好的疏油性。论文使用磷酸二氢铝(ADP)加强了 HM-TiO2结构的机械稳定性,在经过50个循环的砂纸磨损实验后其仍具有超疏油性。论文进一步利用氮气吸附脱附技术考察了 ADP粘合剂对HM-TiO2表面的粗糙度与空气包数量的影响。结果显示ADP含量的增加会减小HM-TiO2表面的BET及孔体积,当ADP含量少于8%时HM-TiO2表面仍对橄榄油具有良好的排斥性。2.不同表面结构特效场与非湿润性关系的研究通过水热法、原位生长法及高温煅烧制备了 Te@C、Te@C-SiO2及SNTs不同的表面结构,并结合“圆柱体”、“块状体”及“分级复合结构”三种模型对三种结构形成的特效场及它们的非湿润性进行了理论分析。结构显示层次结构复杂性越高会导致高的D*值,高的D*值有利于超双疏表面的实现。另外,BET结果显示微孔、介孔及大孔的平衡连续分布也是实现超双疏表面的一个重要因素。3.强健透明超双疏表面的制备通过SNTs与ADP的混合喷涂、高温处理及CVD氟化,成功制备了具有机械稳定性,耐化学腐蚀性及一定透明性的超双疏表面。这种表面可以经受20个循环的砂纸磨损及耐硝酸、有机废液的腐蚀性,其透过率在350-800 nm波长范围内仍然保持在50%以上。