超疏水表面由于其独特的润湿性能在日常生活和工业生产中展示出巨大的应用前景,例如纺织品的防水、建筑外墙的自清洁、电缆的防冰和管道的流体减阻等。水珠在超疏水表面通常具有两种润湿状态,即Wenzel和Cassie状态。在Wenzel状态下,水珠被吸附于超疏水表面,不易滚动;而在Cassie状态下,水珠极易在超疏水表面滚动,如果这两种润湿状态可以在单一表面上来回转换调控水滴的粘附力,那么这种表面可以被用于液体无损转移,即Wenzel表面可很好地粘附液滴,而在某种刺激(如光、电场和温度)下转变为Cassie状态达到释放液滴的目的。将具有响应性的化学成分整合到表面是获得润湿性可以转变表面的有效手段。然而具有化学响应的表面具有制备工艺复杂、响应缓慢、使用寿命短的缺点。而具有机械响应的表面能实现更快速、持久的润湿性转变。例如拉伸和弯曲等机械刺激可以通过改变表面有序图案的几何参数(空间距离和尺寸)来控制涂层的润湿性。然而,有序图案的构造通常需要昂贵且复杂的制造技术(如刻蚀技术)。虽然具有微纳结构的无序图案很容易通过常规方法大规模制备,但由于其分形结构对机械变形不敏感,因此很少被用于润湿性的可逆转换。在本论文中,我们提出了一种新的机制来控制具有无序图案结构的涂层的润湿转变:通过对碳纳米材料/聚合物复合涂层进行拉伸产生,诱导裂纹生成多层次结构,实现了涂层Wenzel-Cassie润湿状态转变。下面是主要内容:在第一章中,首先介绍了几种自然界中存在的具有超疏水润湿特性的天然表面,并对其构造进行了简单的分析,从而引出超疏水润湿性的概念,并简要介绍了超疏水表面能和表面张力;其次,介绍了经典的超疏水模型理论和方程,即Young’s方程,Wenzel润湿理论模型和Cassie-Baxter润湿理论模型;然后,阐述了润湿性可转变超疏水表面的研究现状,着重介绍了涂层润湿性可转换的实现手段及其相关应用;最后,介绍了本论文的研究意义和研究内容。在第二章中,简要介绍了实验所需的原料、仪器和主要表征手段;重点介绍了实验条件和实验方案。在第三章中,采用简单的溶液喷涂法在柔性天然乳胶基底上制备了碳黑(CB)/聚丁二烯(PB)涂层。首先,探究了 CB含量与涂层润湿性能的关系,得到了具有Wenzel状态的超疏水表面。其次,研究了拉伸应变对涂层润湿性能的影响,发现在拉伸应变作用下Wenzel状态会转变为Cassie状态。接着,构建了相应的模型来解释和预测涂层润湿性的转变,将微观裂纹的发展同宏观的润湿性变化关联起来。最后,研究了涂层润湿的可逆性,并介绍了涂层在微液滴无损转移领域的应用。在第四章中,采用同样的方法制备了碳纳米管(CNT)/PB涂层。研究了 CNT含量对涂层润湿性的影响,筛选出具有Wenzel润湿状态的超疏水表面;研究了在拉伸应变下涂层润湿性的变化,采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)得到了涂层在拉伸过程中的形貌和粗糙度,并借助第三章中的模型解释了 CNT/PB涂层润湿性从Wenzel-Cassie状态的变化;研究了拉伸应变对CNT/PB涂层导电能力的影响,并比较了CB/PB和CNT/PB涂层的异同。在第五章中,对全文做了总结和归纳。