超双疏材料通常是指静态条件下水和油的接触角大于 150°，滚动角低于 10°的一类材料。
自然界中存在许多无污染、自清洁的动植物表面。如荷叶、水稻、芋头叶、蝴蝶等表面。其中荷叶表面的超疏水和自清洁效应最早被人所熟知。研究表明水滴在荷叶表面接触角可达165°，滚动角2°，水滴在荷叶表面自由滚动。这样避免了水分堵塞气孔，影响二氧化碳进入，从而影响荷叶的光合作用。不同于自然界主要以疏水为需求，人类生活环境中油脂等有机污染物的存在使疏油成为另一个重要需求。在此基础上，仿生超疏水、超疏油表面的构筑发展迅速，已成为继石墨烯后的最受关注的研究热点。超双疏材料具有防水、防污、自清洁、流体减阻等多种作用，因此在建材、化工、能源等多个领域具有广阔的发展空间，是一种极具发展潜力的新材料。
荷叶超疏水效应
Barthlott等人观察自然界中的植物叶片，发现实现超疏水表面的原因是它们大都具有微米和纳米尺度的粗糙结构，且表面有蜡状物。如荷叶表面具有许多平均直径为5～9微米的微米级乳突结构，在微米级乳突结构表面上还存在许多纳米结构蜡晶颗粒。这种两级的微纳粗糙结构以及蜡晶颗粒的存在，使荷叶上小水珠可以自由滚动带走灰尘，实现自清洁功能。但是生活中除了水以外，还可能接触到其他表面张力相对较小的液体，如大豆油、正己烷、二碘甲烷等，这些油性液体会在疏水表面铺展开，超双疏表面的提出有望解决油水共存环境下的自清洁问题。
超双疏材料实现的关键在于构筑微纳结构粗糙表面，一种方案是在疏水表面上构建粗糙结构，这种方法研究后发现在表面粗糙化的过程中会损失固体表面的部分低表面能物质，这导致固有的疏水性能下降。另一种方案是将粗糙表面上实现疏水化，即先将固体表面粗糙化，然后再复合低表面能材料以构筑超双疏表面，这种方法目前应用较为广泛。由于粗糙表面的结构往往决定着疏水性能的优劣，目前研究热点主要集中在表面粗糙结构的设计和工艺方法。固体表面粗糙的方法很多，例如采用微波等离子体增强化学气相沉积法、相分离法、模板法等，然后在粗糙表面进一步用低表面能物质如氟硅烷(FAS)对表面进行修饰，制备形成超双疏材料。
超双疏材料由于其防水、防油等自清洁特性，在建筑、船舶、纺织、管道等多个领域应用。在建筑领域，超疏水材料应用作为建筑外墙涂层材料，可通过雨水冲刷减少灰尘等无机污染物吸附，使建筑物长久保持亮丽的外观，大大降低建筑物的清洁及维护成本。在船舶方面，利用新型超疏水材料可以使船体表面具有超疏水性形成“空气垫” ，防止船体表面被水浸湿，减少船在水中运行的阻力，提高速度、节省能源。管道运输方面，用超双疏材料涂覆管道内壁，可以有效的减少天然气中硫化氢、二氧化碳和水等物质在壁上的附着，减少管道腐蚀，提高使用寿命。
