超疏水表面由於具有良好的自清潔性能，近年來已經吸引了人們的廣泛關注。紙張表面的潤溼性可以通過接觸角來進行表徵，超疏水紙張是指紙張表面與水滴接觸時所形成的接觸角大於150°，滾動角小於10°的疏水紙。
通過研究得知，經過疏水改性後紙張表面具有一種類似於玫瑰花瓣的結構，水滴在其表面雖然具有氣—液—固三相接觸界面，但液—固接觸面積較大，使得水滴與紙張表面之間有很強的粘附力。因此，超疏水紙張的製備不僅需要對紙張表面進行疏水改性，同時也需要在紙張表面構建微納米的分級結構。
超疏水的基本原理
液滴在光滑表面上的潤溼性取決於固體基材的表面能，由接觸角θ進行表徵，接觸角θ是固—液相界面與沿著固、液、氣三相接觸點作氣—液界面切線所形成的夾角，圖1為其示意圖。
超疏水紙張的製備
要想獲得理想的超疏水紙張，可通過用低表面能的物質修飾粗糙表面或者先對紙張表面進行疏水化處理，然後構建粗糙結構等兩種途徑來實現。
（1）浸漬法
浸漬法是在紙張表面浸塗一層疏水性的無機微納米顆粒，例如：TiO2、SiO2以及ZnO等，主要包括兩個過程：一、在疏水性顆粒的懸浮液中浸漬；二、浸漬樣品的固化。
（2）化學刻蝕法
化學刻蝕法通常和浸漬法聯合使用，首先對紙張表面的化學刻蝕來獲得具有微納米尺寸的粗糙結構，然後再浸漬具有低表面能的試劑來增加紙張表面的疏水性。
（3）電泳沉積法
電泳沉積法構建超疏水紙張是通過在紙張表面構建一層均勻的疏水性微納米顆粒的薄膜。
（4）靜電紡絲法
靜電紡絲法是一種很有發展前景的技術，可以用來製備微納米纖維，用於生產無紡布等。單獨採用靜電紡絲法可以製備超疏水的聚合物薄膜，也可以與其他方法結合使用，比如化學氣相沉積法等。
（5）化學氣相沉積法
化學氣相沉積法簡而言之就是將兩種或兩種以上的氣態原材料導入到一個反應室內，然後他們相互之間發生化學反應，形成一種新的材料，再沉積到材料的表面。
（6）等離子體刻蝕法
等離子體刻蝕法是通過使用高能量的氧氣等離子體轟擊聚偏二氟乙烯膜使其表面暴露出更多的活性基團，然後再將處理後的聚偏二氟乙烯膜放在甲基三氯矽烷氣體的氛圍中進行接枝，即可得到具有荷葉效果的超疏水聚偏二氟乙烯膜，將該薄膜塗覆到紙張的表面就可以得到超疏水紙張。
（7）噴塗法
噴塗法製備超疏水紙張是操作最簡便的方法之一，通常是將經過化學氣相沉積法所得到的疏水性納米SiO2、TiO2或者ZnO等顆粒與有機試劑相互混合得到的懸浮液噴塗在紙張的表面，該法所製備的超疏水紙張具有很高的透明度，但所得到的超疏水塗層與紙張表面的粘附性較差。
超疏水紙張的應用
在油水分離、防潮包裝以及自清潔等多個領域具有廣泛的應用。
（1）油水分離
多孔性的疏水紙張對油類以及有機試劑具有良好的吸附性，而對水卻具有強烈的排斥性，基於疏水紙張的這種特性，因此可以利用其對油水混合物實現簡單的分離。
（2）防潮包裝
超疏水紙張由於其表面能比較低而具有良好的抗水性，通常可用於防潮包裝領域。
（3）自清潔
水滴與超疏水表面的接觸角大於150°，並且滾動角小於10°，這就意味著水滴能夠在紙張表面實現自由滾動，從而以水滴為介質可以實現材料表面的自清潔特性。
責任編輯：葛