温度和湿度的动态波动会导致表面污染物的持续积累，包括灰尘颗粒、冷凝液滴、雾滴和冰晶，这大大降低了透光率，严重限制了汽车车窗、节能建筑玻璃和精密光学设备的工程应用。为解决这一技术难题，仿生超疏水界面材料的开发为多功能表面保护提供了一种新方法。通过构建具有特殊润湿性能的功能涂层，这些材料在污染物去除、防雾和防冰方面实现了协同效应。受荷叶效应的启发，超疏水表面展现出优异的自清洁性能。接触角超过150°时，液滴在Cassie-Baxter状态下迅速滚落，有效去除表面污染物并降低灰尘粘附强度。据报道，这些表面的微观结构能够抑制雾滴的成核，提高临界雾化湿度阈值。机理分析表明，微纳复合结构及其气腔效应通过减少固液接触面积来延迟结冰过程，从而削弱界面热传导。这种结构产生了一个抑制冰晶成核的能量屏障，从而延长了表面结冰的延迟时间。这些多功能特性共同使得超疏水涂层在光学表面工程中成为一种极具前景的解决方案。

目前制备超疏水涂层的主流方法包括化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、蚀刻法、模板法和自组装技术。然而，这些传统工艺存在明显的局限性。使用这些方法制备的涂层往往表面形态不均匀且可控性差，导致严重的光散射，从而降低透光率。现有工艺在实现耐久性和光学性能的协同优化方面仍面临重大挑战。为了实现超疏水性和高透明度双重特性，精确控制材料的表面形态参数至关重要。理论计算表明，构建具有适当粗糙度和可控微纳结构的表面系统可以有效抑制光散射，为优化涂层的光学性能提供了重要的理论依据。值得注意的是，静电纺丝技术凭借其独特的工艺优势，在调控微纳结构方面显示出巨大的潜力。该技术可以通过调节电压、溶液浓度和收集距离等纺丝参数，精确控制纤维直径、薄膜厚度、孔隙率和表面粗糙度，为超疏水性能与高透光率的协同优化提供了一条新方法。

聚偏二氟乙烯（PVDF）及其共聚物，因其低表面能、优异的可纺性、出色的热稳定性和耐化学性，以及对户外环境的适应性和构建超疏水表面的潜力，已成为功能涂料领域的研究热点。尽管含氟聚合物引发了环境方面的担忧，但其高分子量和稳定性符合经合组织“低关注聚合物”的标准。此外，与短链全氟和多氟烷基物质（PFAS）相比，其对环境的影响极小，因为这种材料不易迁移且可回收，因此将其与受监管的 PFAS 区分开来。静电纺丝工艺引起的结晶度变化会破坏PVDF分子链的规则排列，使光学性能下降，限制了其在透明超疏水涂层中的应用。虽然通过改性策略可以提高透明度，但由于界面结合强度不足，通常会导致涂层耐磨性显著降低，或者需要牺牲疏水性能来提高透光率。这反映了多尺度结构参数与材料性能之间的强耦合效应。分子级结构调控与宏观性能之间的耦合机制尚不明确，限制了PVDF 基透明超疏水涂层的工程应用。因此，实现超疏水性、高透光率和强机械耐久性的协同优化仍是一项挑战。

近期，中国科学院福建物质结构研究所吴立新/丁晓红团队、福建理工大学、西北农林科技大学采用静电纺丝技术，成功开发了一种高透明、超疏水防冰复合涂层。