溫度和濕度的動態波動會導致表面污染物的持續積累，包括灰塵顆粒、冷凝液滴、霧滴和冰晶，這大大降低了透光率，嚴重限制了汽車車窗、節能建筑玻璃和精密光學設備的工程應用。為解決這一技術難題，仿生超疏水界面材料的開發為多功能表面保護提供了一種新方法。通過構建具有特殊潤濕性能的功能涂層，這些材料在污染物去除、防霧和防冰方面實現了協同效應。受荷葉效應的啟發，超疏水表面展現出優異的自清潔性能。接觸角超過150°時，液滴在Cassie-Baxter狀態下迅速滾落，有效去除表面污染物并降低灰塵粘附強度。據報道，這些表面的微觀結構能夠抑制霧滴的成核，提高臨界霧化濕度閾值。機理分析表明，微納復合結構及其氣腔效應通過減少固液接觸面積來延遲結冰過程，從而削弱界面熱傳導。這種結構產生了一個抑制冰晶成核的能量屏障，從而延長了表面結冰的延遲時間。這些多功能特性共同使得超疏水涂層在光學表面工程中成為一種極具前景的解決方案。

目前制備超疏水涂層的主流方法包括化學氣相沉積法、溶膠-凝膠法、蝕刻法、模板法和自組裝技術。然而，這些傳統工藝存在明顯的局限性。使用這些方法制備的涂層往往表面形態不均勻且可控性差，導致嚴重的光散射，從而降低透光率。現有工藝在實現耐久性和光學性能的協同優化方面仍面臨重大挑戰。為了實現超疏水性和高透明度雙重特性，精確控制材料的表面形態參數至關重要。理論計算表明，構建具有適當粗糙度和可控微納結構的表面系統可以有效抑制光散射，為優化涂層的光學性能提供了重要的理論依據。值得注意的是，靜電紡絲技術憑借其獨特的工藝優勢，在調控微納結構方面顯示出巨大的潛力。該技術可以通過調節電壓、溶液濃度和收集距離等紡絲參數，精確控制纖維直徑、薄膜厚度、孔隙率和表面粗糙度，為超疏水性能與高透光率的協同優化提供了一條新方法。

聚偏二氟乙烯（PVDF）及其共聚物，因其低表面能、優異的可紡性、出色的熱穩定性和耐化學性，以及對戶外環境的適應性和構建超疏水表面的潛力，已成為功能涂料領域的研究熱點。盡管含氟聚合物引發了環境方面的擔憂，但其高分子量和穩定性符合經合組織“低關注聚合物”的標準。此外，與短鏈全氟和多氟烷基物質（PFAS）相比，其對環境的影響極小，因為這種材料不易遷移且可回收，因此將其與受監管的 PFAS 區分開來。靜電紡絲工藝引起的結晶度變化會破壞PVDF分子鏈的規則排列，使光學性能下降，限制了其在透明超疏水涂層中的應用。雖然通過改性策略可以提高透明度，但由于界面結合強度不足，通常會導致涂層耐磨性顯著降低，或者需要犧牲疏水性能來提高透光率。這反映了多尺度結構參數與材料性能之間的強耦合效應。分子級結構調控與宏觀性能之間的耦合機制尚不明確，限制了PVDF 基透明超疏水涂層的工程應用。因此，實現超疏水性、高透光率和強機械耐久性的協同優化仍是一項挑戰。

近期，中國科學院福建物質結構研究所吳立新/丁曉紅團隊、福建理工大學、西北農林科技大學采用靜電紡絲技術，成功開發了一種高透明、超疏水防冰復合涂層。