超疏水表面因其在自清洁、抗结冰、油水分离、防腐等方面具有潜在应用价值而受到广泛关注。但超疏水表面受到机械破坏或化学破坏后,容易导致微纳米结构坍塌或表面化学组成改变,从而失去超疏水性能,这极大缩短了材料使用寿命,造成不必要的浪费。本论文通过分子设计和纳米技术,构建了三种具有自修复功能的超疏水表面,实现了复合材料超疏水自修复、微纳米结构自修复及超快自修复,并分别阐述了各自修复机理。本论文研究成果可为制备耐久性的超疏水表面提供一种新策略。为实现复合材料超疏水自修复,利用多巴胺黏附特性将TiO₂颗粒和十二硫醇通过一步法固定到泡沫铜表面,制备出超疏水泡沫Cu/TiO₂复合材料。紫外照射复合材料表面,提高泡沫Cu表面的表面能,使复合材料失去超疏水性能,表面也由超疏水状态转变为超亲水状态。通过加热的方式可促使内部十二硫醇分子迁移至表面,降低复合材料表面能,实现疏水性能的修复。该超疏水表面被紫外照射/加热循环7次后,水的接触角仍具有149.2°。利用上述亲疏水转换,仿“水黾”机器人既能在水面上漂浮也能在油水界面上漂浮,提高了水生设备应对复杂水相环境的适应能力。为实现表面微纳米结构的修复,通过邻苯二酚基团和Fe³⁺配位作用先制备出气凝胶,然后在表面修饰银纳米颗粒和十八胺（ODA）后得到超疏水气凝胶。该超疏水气凝胶经等离子体刻蚀破坏后,可通过加热方式恢复超疏水性能。经过11次刻蚀破坏,修复后接触角仍高达150°。另外超疏水气凝胶被切断或划伤后,通过润湿切面及加热处理,表面微纳米结构及基体实现修复,同时气凝胶超疏水性能和力学性能得以修复。邻苯二酚-Fe³⁺动态配位使断裂的接枝有多巴胺的海藻酸钠分子链重新交联在一起,实现气凝胶基体和力学性能的修复;而ODA分子在表面重排使疏水的烷基链暴露在空气中,实现疏水性能的修复;通过ODA融化再结晶,表面断裂的微纳米结构得以修复。为实现超疏水材料快速修复,本论文设计合成了邻苯三酚基团接枝的聚二甲基硅氧烷（PDMS-GA）,通过邻苯三酚基团和Fe³⁺配位交联,并在交联网络内填充导电碳黑和TiO₂纳米颗粒得到超疏水导体。导体表面被等离子体刻蚀后,通电加热1 min即可将低表面能含氟硅烷迁移到导体表面,实现疏水性能恢复。经10次刻蚀,接触角仍能修复到152°。另外超疏水导体遭受切断破坏后,通电1 min即可实现导体宏观形貌、微观结构、力学性能和超疏水性能的修复。该破坏可实现多次修复,切断6次后,接触角仍能修复到153.6°,力学性能也能恢复到初始的83.1%。超快自修复的原因在于邻苯三酚-Fe³⁺具有的动态配位作用,高温使得两者配位能力减弱,游离出更多的PDMS-GA分子链参与PDMS-GA网络重新生成,然后在此基础上进行宏观和纳米尺度结构的重建。此外,超疏水导体还能有效延迟水滴在表面结冰,降低冰在导体表面的黏附力。采用通电方法,还可将超疏水导体表面的冰层快速除掉。