结冰对工业运营和日常生活带来了严峻的挑战，造成了巨大的经济损失。传统的除冰方法，如喷洒防冻剂、机械除冰、电加热和气热法，往往受到效率低和资源消耗大的限制。近年来，对被动防冰和主动除冰更有效策略的追求推动了各种材料和方法的发展，如超疏水（SH）表面、低界面韧性材料和光滑液体注入多孔表面（SLIPS）。在这些候选策略中，SH表面因其能够同时实现防冰和除冰功能的潜力而成为一种有前景的解决方案。SH表面上的水滴会迅速脱落，并经历延迟冻结，从而具有有效的防冰性能。当冰形成时，由于表面纹理中所含的空气使得固-液接触面积减小，可以以最小的外力将其清除。

尽管在SH表面的开发方面已经取得了显著进展，但仍有几个关键挑战限制了其实际应用范围。（i）在极端超冷条件下，冰会穿透表面纹理，从而破坏其非润湿特性和长期耐久性。尽管通过精心设计的微纳米结构（如分层粗糙度、异质成核位点和孤立的凹腔）可以实现Cassie-Baxter态的扩展，但这些策略通常涉及复杂的制造工艺，并且在极端结冰条件下可能无法提供可持续的解决方案。（ii）构建纳米结构是稳定Cassie-Baxter态的常用策略。然而，传统的方法往往依赖于用低表面能有机化合物改性亲水性无机纳米粒子。这些方法通常会导致涂层功能化不均匀，长期耐候性有限。（iii）现有的超疏水涂层往往缺乏通用性、可扩展性和柔韧性。目前，许多材料通过坚固的微米级框架或自相似结构实现了较高的机械稳定性。然而，这种耐久性的提高是以牺牲柔韧性为代价的，这使得它们在承受剧烈拉伸或弯曲时更容易出现裂纹，从而限制了其在柔性应用中的大规模部署。

光热超疏水表面作为一种有效的防冰和除冰策略被提出。通过引入光热转换机制来提高超疏水表面的温度，不仅能有效阻止Wenze态冰的形成，还能加速除冰过程。尽管最近已经提出了各种光热超疏水涂层，但要在设计中兼顾通用性、可扩展性和柔韧性仍是一个难题。受人类皮肤启发的超疏水薄膜，因其具备这些特性，在防冰和除冰应用中展现出巨大的潜力。聚二甲基硅氧烷（PDMS）因其可调节的柔软性、固有的疏水性和优异的环境稳定性而成为一种有前景的聚合物基质。因此，将PDMS功能化以具备SH和光热性能，有望克服上述挑战。先前的研究表明，丰富的纳米结构，尤其是那些具有天然疏水性的纳米粒子，对于维持Cassie-Baxter态至关重要。然而，制备纳米级PDMS颗粒颇具挑战。

近期，北京理工大学马壮/田新春团队开发了一种快速的一步火焰热解策略，用于制备具有多功能、可扩展且柔韧性的纳米碳基光热超疏水薄膜。