超疏水表面是生物进化过程中形成的独特界面，可以在荷叶、水蜘蛛和蝴蝶翅膀上观察到。超疏水性通常被定义为水接触角（WCA）大于150°，且滚动角小于10°的特性。超疏水性的原理在于利用微纳米级表面纹理和低表面能材料来实现疏水性。人工超疏水涂层在自清洁、防冰、防腐和油水分离等领域已展现出相当大的应用潜力。然而，机械性能的不足严重限制了超疏水涂层的实际应用。

近年来，许多研究都致力于提高超疏水涂层的耐磨性。耐磨性可以通过使用由坚固的微结构组成的分层结构来保护纳米结构来实现，例如预先在基材上开孔，并将纳米结构嵌入保护孔中。或者，通过开发具有自相似特征的超疏水涂层，这些涂层在所有尺度上都具有一致的结构特征。因此，即使表面受损，新暴露的表面仍能保持相同的性能，有效地提高了其长期稳定性。尽管在之前的研究中引入的超疏水涂层在耐磨性和长期稳定性方面有所改进，但它们在实际应用中并没有得到广泛采用。原因可能是这些涂层的制备工艺复杂，成本高昂，不适合大规模生产。此外，由于缺乏其抵抗高速水滴和射流冲击性能的研究，限制了超疏水涂层的实际应用。例如，汽车的自清洁涂层必须能够承受通过水坑时溅起的水的冲击，一般的户外基础设施必须能够抵御强降雨的冲刷。然而，仅有少数研究关注了这一关键领域。

目前，至少有三种策略可以用于提高超疏水涂层的抗水冲击性能。首先，可以模仿自然界中生物的自修复特性来重建涂层。这类涂层能够在复杂和恶劣的环境中提供持久的保护，但其恢复能力往往有限。其次，使用柔性材料来有效减轻液滴或射流对涂层产生的峰值压力。然而，由于添加了柔性材料，涂层的耐磨性往往会降低。最后，可以通过各种化学反应增强涂层中纳米结构或纳米粒子的连接强度。例如，在由动态有机硅聚合物和纳米SiO₂组成的涂层中，丰富的氢键和可逆的B-O共价键在SiO₂与涂层之间形成了强大的结合力。如果这种涂层中的纳米分级结构能够通过共价键有效连接，其抗水冲击能力将会得到增强。然而，这种方法需要研究人员进行合理的结构和化学反应设计。

近期，四川轻化工大学张颖君团队受葡萄串抵御冰雹冲击方式的启发，成功制备了一种具有耐磨性、无氟、高抗水冲击、自相似结构和自修复性能的超疏水涂层。