研究人员借助分步溶剂置换策略，研发出完全由纤维素纳米纤丝构建的无氟超疏水涂层。该生物基体系水接触角可达 155° 以上，可耐受磨损、极端 pH 以及结冰环境。

各工业领域对环保高性能涂层的需求持续攀升，但以纤维素纳米纤丝（CNF）这类纯生物基原料制备性能优异的无氟超疏水表面，一直是一大难题。核心难点在于：干燥过程中亲水性纤维素纳米纤丝会发生不可逆团聚；纤丝间强氢键作用会破坏纳米级微观结构，进而影响后续加工性能。

为解决该难题，研究团队开发了乙醇？正丁醇分步溶剂置换工艺，同时利用醋酸钾破坏双电层（EDL）。该方法在纤丝之间引入空间位阻，抑制氢键重新形成，将纤维素纳米纤丝由水分散液转化为稳定的环己烷分散液，可实现规模化喷涂施工。

多级粗糙度与双硅烷改性

该纳米骨架搭配柔性疏水粘结剂聚二甲基硅氧烷（PDMS），再经甲基三甲氧基硅烷（MTMS）气相改性。这套双硅烷处理方案得到低表面能、具备规整多级粗糙结构的无氟表面。涂层维持稳定的卡西？巴克斯特润湿状态，水接触角为 155.3°±1.6°，滚动角小于 10°。

严苛工况下的耐久性能

除优异的疏水润湿性能外，经硅烷改性的微纳界面具备出色的动态稳定性。涂层在剧烈机械磨损、pH 1？12 极端酸碱环境、盐溶液接触以及零下结冰条件下，依旧保持超疏水特性。

研究作者表示，该研究为攻克亲水性生物聚合物的加工瓶颈提供可行思路，助力基于可再生原料开发高耐久、无 PFAS 的表面处理技术方案。

参考文献：Ma, H. 等人，《基于绿色溶剂置换策略制备纳米纤维素基超疏水涂层》，*Progress in Organic Coatings*，110307 (2026)。