隨著環境污染的不斷加劇，越來越嚴重的霧霾、油性煙霧、尾氣廢氣等給建筑外墻等帶來嚴重的侵蝕，影響其美觀性、功能性及耐久性。耐沾污能力差是傳統外墻材料普遍存在的缺點，在一定程度上制約了其應用。因此，針對目前外墻材料耐污能力不足的問題，具有自清潔功能的材料成為研究開發的熱點 。
清潔被污染的建筑外墻等不僅需要較高的投入，而且表面活性劑的使用會對環境造成嚴重污染，因此具有自清潔效果的功能材料應運而生。自清潔材料能夠借助雨水等自然條件沖刷保持戶外物件表面干凈，不僅能夠降低維護費用，減少勞動力的需求，同時可以將對環境的污染降到最低，可廣泛應用于高層建筑、幕墻、橋梁及汽車、風力發電等多個領域。
超疏水自清潔
超疏水表面通常是指水滴接觸角 ＞150°，滾動角＜10°的表面，水滴在其表面無法鋪展而保持球形滾動狀，從而達到滾動自清潔的效果 。可以類比自然界中荷葉超疏水自清潔現象。由于超疏水表面的特殊浸潤性，使得其在自清潔、防腐蝕、防霧、防覆冰、油水分離、流體減阻等領域有廣泛的應用 。
微小的水滴沉積在超疏水表面時，由于較低的表面能就會形成球形液滴，減小了水滴和基材表面的接觸面積，此時水滴有較大的接觸角，一般大于 150°。如果超疏水表面的表面能比污染物的低，則污染物就很難穩定地附著在其表面，自清潔的實現需要水滴與污染物顆粒接觸，以水滴的滾動帶走污染物。
自然界中普遍存在通過形成疏水表面來達到自清潔功能的現象，例如以荷葉為代表的多種植物的葉子和花、昆蟲的腿和翅膀等均表現出低粘附、自清潔能力，這種現象被稱為“荷葉效應”。“荷葉效應”的仿生學原理是自清潔技術開發的基礎 。
20 世紀70 年代，德國波恩大學植物家 W．Barthlott 和 Neinhuis等系統地研究了荷葉表面的自清潔效應，通過電子顯微鏡觀察發現荷葉表面生長著無數微米乳突，并且其表面覆蓋著納米蠟質晶體。2002 年，中科院化學所江雷等研究發現荷葉表面微米乳突上還存在納米結構，乳突的平均直徑為 5～9 μm，每個乳突表面還分布著直徑約為 124 nm 的絨毛，研究還發現這些乳突之間也存在納米結構(圖 1)。大量研究證實，微米、納米級的微觀粗糙結構及具有低表面能的蠟質晶體的共同作用，使荷葉表面具有高水接觸角、低滾動角，從而表現出超疏水自清潔效果。
超疏水自清潔表面的研究現狀
獲得超疏水表面的手段通常是降低表面能或在表面構造微納米粗糙結構或者二者兼具。
超疏水表面由于其獨一無二的表面特性具有極大的應用前景，但由于制備過程繁瑣，產品耐候性差，在實際生產應用中還存在一定的局限性。
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目前該領域需要突破的重點有以下幾個方面：
開發簡單易得、經濟且環境友好的制備方法。目前制備超疏水表面的方法大多工藝復雜，條件苛刻，難以適用于大面積制備。比如應用在建筑外墻上的自清潔涂料，最好可以噴涂、滾涂等方式施工，并且可以室溫固化，這一點對于自清潔涂料在建筑行業的應用有重要意義。
提高超疏水表面的附著力與耐候性。由于空氣中大量的污染物顆粒會吸附聚集在固體表面，表面水滴的接觸角會隨時間的延長而減小，附著力逐漸降低，自清潔性也隨之降低。
開發超雙疏表面。超疏水表面一般都會表現出親油性，不易被水潤濕，存在靜電吸附污染，為了提高超疏水表面的疏油性，開發具有超疏水/疏油性能的產品將是以后的一個發展方向。
