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自然界中的动物和植物经历了几百万年的进化，适者生存，物竞天择，生物体的结构与功能已经达到了近乎完美的程度。许多自然材料表面特殊的浸润性、黏附性等特性引起了人们很大兴趣。在自然界中，荷叶表面是具有疏水性质和自清洁功能最典型例子之一，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的“荷叶自洁效应”(lotus effect)。荷叶这种自清洁的特性是由粗糙表面上微/纳米阶层结构的乳突以及表面疏水的蜡质材料共同引起的。而微米级的乳突是由许多纳米分支组成。浸润性是固体表面的重要性质之一，它在人们的日常生活和工农业生产中发挥着重要的作用。植物叶表面的微观结构产生超疏水和自清洁特性为人工构筑超疏水表面提供了灵感。受生物启发，本文主要进行了微/纳米阶层结构材料的构筑及其浸润性研究，首次成功构筑了具有微/纳米阶层结构的Sb2O3膜和Mg-Li合金表面，使其具有超疏水特性。
(1)采用水热合成技术，以Sb(OCH(CH3)2)3为无机前驱体，十六胺为结构导向剂，在Sb(OCH(CH3)2)3-CH3(CH2)15NH2-H2O-EtOH体系合成了具有微/纳米阶层结构的Sb2O3膜。首次研究了所得Sb2O3膜表面的浸润性，研究发现，所得样品具有良好的超疏水特性，水滴(4μL)在Sb2O3膜表面上的静态接触角达到159±2°，滚动角小于5°。Sb2O3膜样品表面的微/纳米阶层结构和少量残留的烷基链导致了所得样品具有超疏水特性和较小的滚动角。这种新型的具有超疏水特性的Sb2O3膜为进一步拓展Sb2O3的应用领域提供了可能。
(2)利用简易的两步合成技术，即分别利用稀盐酸和氟硅烷对Mg-Li合金表面进行处理和修饰后，在Mg-Li合金表面构筑了具有牡丹花形貌的微/纳米阶层结构，它是由许多花瓣状的纳米薄层密堆积而成。所得Mg-Li合金具有良好的超疏水特性，水滴(4μL)在Mg-Li合金表面上的静态接触角达到160±3°，滚动角小于5°。Mg-Li合金表面的微/纳米阶层结构不仅对增大接触角有一定的作用，而且能够使滚动角大大降低，即能使水滴在表面的黏附大大降低。微/纳米阶层结构能够大大降低水滴与固体表面的接触角，从而影响三相接触线轮廓、周长和连续性等，导致滚动角的下降。在本实验中，Mg-Li合金表面的微/纳米阶层结构和低表面能的氟硅烷共同导致了超疏水及较小滚动角特性的形成。而且所得Mg-Li合金表面具有良好的抗腐蚀性能。这种新型的具有超疏水特性的Mg-Li合金必将进一步拓展Mg合金材料在高科技领域的应用。