科学家通过提供疏水性的纳米结构设计和提供耐久性的微结构设计来创建强大的超疏水性。

超疏水表面保持干燥，自清洁和避免生物结垢的能力对于生物技术，医学和传热应用具有吸引力。接触这些表面的水滴必须具有较大的视在接触角（大于150度）和较小的滚落角（小于10度）涂料在线coatingol.com。这对于具有低表面能化学性质和微米或纳米级表面粗糙度的表面可以实现，从而使液体和固体表面之间的接触最小化。

但是，粗糙的表面（仅占总面积的一小部分与液体接触）在机械负载下会承受较高的局部压力，从而使它们易碎且极易磨损。另外，磨损会暴露出下面的材料，并可能使表面的局部性质从疏水性变为亲水性，从而导致水滴钉在表面上。因此，已经假定机械强度和疏水性是相互排斥的表面性质。

装有高度防水和机械易碎纳米结构的“口袋”

现在的科学家表明，可以通过在两个不同的长度尺度上构造表面来实现强大的超疏水性，其中纳米结构设计提供了拒水性，而微结构设计则提供了耐用性。微观结构是一个相互连接的表面框架，其中包含“口袋”，里面装有高度疏水和机械脆弱的纳米结构。该表面框架充当“盔甲”，防止大于框架尺寸的磨料清除纳米结构。

研究人员将此策略应用于各种基材（包括硅，陶瓷，金属和透明玻璃），并表明，即使在被砂纸和锋利的钢制刀片磨蚀后，所得超疏水表面的疏水性仍然得以保持。他们认为，这种透明的，机械强度高的自清洁玻璃可以帮助消除导致太阳能电池效率降低的灰尘污染问题。该设计策略还可以指导其他材料的开发，这些材料需要在恶劣的工作环境中保持有效的自洁，防污或传热能力。

该研究已发表在《自然》第582卷（2020年）中。