内容概况:超疏水材料是一种具有独特性质的新型材料,其灵感源于荷叶效应。这种材料在接触到水滴时,能够使其迅速滑落,展现出优异的自清洁能力。从科技前沿到日常生活,超疏水材料在多个领域展现出广阔的应用前景。它不仅能够为建筑玻璃、室外设施提供免清洗的洁净表面,还可覆盖于金属材料表面形成高效防腐蚀屏障,显著延长构件使用寿命;基于对水生昆虫的仿生学研究,该材料为研制水上行走设备乃至实现水上飞行提供了技术可能;在船舶制造领域,通过在船体覆盖超疏水薄膜,可有效降低航行阻力,实现显著的节能效益。近年来,随着纳米制备技术的突破与应用场景的持续拓展,中国超疏水材料行业实现了跨越式发展。数据显示,中国超疏水材料行业市场规模从2017年的16.8亿元增长至2024年的158.04亿元,年复合增长率为37.74%,预计2025年中国超疏水材料行业市场规模将增长至212.52亿元。未来,随着材料耐久性持续提升、生产成本逐步优化,以及在新能源、海洋工程与柔性电子等新兴领域融合深化,中国超疏水材料行业有望延续高增长态势,成为推动新材料产业创新与实现绿色可持续发展的重要力量。
相关上市企业:瑞华泰(688323)、国风新材(000859)、中国建筑(601668)、中国中铁(601390)、中国交建(601800)、中国铁建(601186)、上汽集团(600104)、比亚迪(002594)、奇瑞汽车(09973)、中金岭南(000060)等。
相关企业:浙江中科光铭光电股份有限公司、礼德滤材科技(苏州)有限责任公司、江苏中新瑞光学材料有限公司、山东鑫纳超疏新材料有限公司、山东中凯华瑞工程材料有限公司、烟台市兰纳超疏新材料有限公司、北京易净星科技有限公司、东莞维晶纳米材料有限公司、东莞市超米新材料有限公司、尚蒙科技无锡有限公司等。
关键词:超疏水材料的分类、超疏水材料的制备方法、超疏水材料行业发展历程、超疏水材料行业产业链、建筑业增加值、超疏水材料行业市场规模、超疏水材料行业发展趋势
一、超疏水材料行业概述
超疏水材料是一种表面接触角超过150°、滚动角小于10°的新型材料,其特性源于类似荷叶表面的微米级凸起与纳米级蜡状结构构成的微纳二级结构。该材料可通过形成空气垫实现自清洁、防污防腐等功能,广泛应用于输水管道减阻、舰船表面处理、医疗器具防粘附及燃料电池效率提升等领域。根据超疏水状态下液滴与表面黏附力的差异,超疏水材料可分为五种形态:Wenzel态、Cassie态、“荷叶态”、Wenzel-Cassie态和“壁虎态”。其中,“荷叶态”因水滴与表面的黏附力极小且滚动角α<10°而备受关注,是当前研究最为广泛的超疏水材料状态。
决定材料超疏水性能的两个因素分别是材料固体表面的粗糙度和材料的化学成分。因此可知制备超疏水材料有两种途径:(1)在粗糙结构表面修饰低表面能物质;(2)在具有低表面能材料的表面构成适当的粗糙结构。
二、超疏水材料行业发展历程
20世纪70年代,德国植物学家威廉·巴特洛特在观察中发现,尽管许多叶子表面看起来粗糙,但它们却异常洁净,特别是荷叶,其表面既不黏附灰尘也不吸附水。这一现象引起了他的深思,并最终提出,荷叶的自清洁特性主要归功于其表面独特的微结构和低表面能特性。这种微结构由微纳米级的蜡质颗粒构成,使得水滴在其表面形成球形,不仅能吸附并带走荷叶上的灰尘,还能轻松滚落,从而保持了荷叶的洁净。这一发现为超疏水材料的研究奠定了基础。20世纪90年代,随着电子显微镜技术的迅猛发展,科学家们得以深入探究支撑荷叶自清洁现象的物质基础。他们观察到,荷叶表面由微米级别的乳突结构和分布在乳突上的纳米级蜡晶共同构成。进一步的分析显示,这些微纳米级的粗糙表面均拥有较低的表面能,正是这一特性赋予了荷叶超疏水的表面状态。21世纪以来,在表面科学、仿生学以及多领域学科的交叉融合推动下,新型超疏水材料层出不穷,其优秀的润湿特性和广泛的应用前景,引起了各国的广泛关注。2017年4月,在美空军研究实验室支持下,密歇根大学开发出新型自愈型超疏水涂层材料。该材料拥有百倍于同类涂料的耐久性,可为舰船、飞机和战车提供兼具耐久性的防水、防结冰、自清洁能力。2017年5月,德国弗莱堡大学开发出一种具有多层结构的自愈型超疏水涂层。这种超疏水材料表面具有类似蛇褪去外皮的特性,可实现表面受损后超疏水性的自愈,为新型耐久自愈型超疏水材料的研发提供了新思路。
三、超疏水材料行业产业链
超疏水材料产业链包括基础材料供应及成品制造,涉及多个环节。上游主要涉及聚酰亚胺、聚异丙基丙烯酰胺以及含氟聚合物等基础材料的生产。中游专注于超疏水材料的制备和加工,下游则涉及超疏水材料在各个领域的应用,包括建筑工业、汽车工业、金属行业等的防腐防锈及防污。
在建筑领域,超疏水材料可用于玻璃、陶瓷等表面,实现自清洁功能。雨水滴落在超疏水表面上时,能迅速滚落并带走灰尘和污垢,减少人工清洁的频率,节省时间和成本。建筑是建设不同类型楼宇或基础设施的过程。随着城市化率提高以及中国加大对基础设施的固定资产投资,中国建筑业增加值呈现逐年增长的态势。国家统计局数据显示,2017-2024年中国建筑业增加值从57905.6亿元增长至89949.3亿元,年复合增长率为6.49%。2025年上半年,中国建筑业增加值为38211亿元,同比增长0.7%。未来,随着中国建筑业增加值的持续增长,超疏水材料行业将迎来更广阔的应用前景。
相关报告:智研咨询发布的《中国超疏水材料行业市场运行格局及产业前景研判报告》
四、超疏水材料行业发展现状
超疏水材料是一种具有独特性质的新型材料,其灵感源于荷叶效应。这种材料在接触到水滴时,能够使其迅速滑落,展现出优异的自清洁能力。从科技前沿到日常生活,超疏水材料在多个领域展现出广阔的应用前景。它不仅能够为建筑玻璃、室外设施提供免清洗的洁净表面,还可覆盖于金属材料表面形成高效防腐蚀屏障,显著延长构件使用寿命;基于对水生昆虫的仿生学研究,该材料为研制水上行走设备乃至实现水上飞行提供了技术可能;在船舶制造领域,通过在船体覆盖超疏水薄膜,可有效降低航行阻力,实现显著的节能效益。近年来,随着纳米制备技术的突破与应用场景的持续拓展,中国超疏水材料行业实现了跨越式发展。数据显示,中国超疏水材料行业市场规模从2017年的16.8亿元增长至2024年的158.04亿元,年复合增长率为37.74%,预计2025年中国超疏水材料行业市场规模将增长至212.52亿元。未来,随着材料耐久性持续提升、生产成本逐步优化,以及在新能源、海洋工程与柔性电子等新兴领域融合深化,中国超疏水材料行业有望延续高增长态势,成为推动新材料产业创新与实现绿色可持续发展的重要力量。
五、超疏水材料行业企业格局和重点企业分析
中国超疏水材料行业已形成多层次竞争格局。一方面,掌握核心技术的创新型企业通过专利布局构筑壁垒,在细分领域建立优势;另一方面,具备规模化生产能力的企业凭借成本控制和渠道资源抢占市场份额。当前竞争重点正从基础性能指标转向实际应用场景的适配性、耐久性和综合解决方案能力。目前,中国超疏水材料行业代表企业包括浙江中科光铭光电股份有限公司、礼德滤材科技(苏州)有限责任公司、江苏中新瑞光学材料有限公司、山东鑫纳超疏新材料有限公司、山东中凯华瑞工程材料有限公司、烟台市兰纳超疏新材料有限公司、北京易净星科技有限公司、东莞维晶纳米材料有限公司、东莞市超米新材料有限公司、尚蒙科技无锡有限公司等。
1、山东鑫纳超疏新材料有限公司
山东鑫纳超疏新材料有限公司是一家专注于超疏水、超双疏(超疏水/超疏油)新材料的研发、生产及销售的高科技企业。公司与中国科学院兰州化学物理研究所合作,共同建立“纳米自洁材料联合实验室”。公司配备强大的研发队伍,现有多名中国科学院兰州化学物理研究所博士和博士生在公司进行研发工作。当前,公司建立了以产品研发、市场销售、定制化服务为一体的完整体系。
2、东莞市超米新材料有限公司
东莞市超米新材料有限公司成立于2024年9月,是与众多博士团队产学研多年合作研发成果落地转化项目,推出的高端新型纳米防护材料。首席技术顾问:吉林大学任丽丽教授(吉林大学化学学院博士后,青年科学家,国家重大人才项目神农英才获得者,吉林大学仿生材料设计与制造微专业负责人)。同时公司与中科院博士团队深度合作,共同打造国内领先的纳米防护涂料应用。提升超疏水,防水,防盐雾,防腐蚀,高散热等性能的纳米材料应用。
六、超疏水材料行业发展趋势
1、从静态超疏水迈向动态智能化
未来,超疏水材料将超越“始终拒水”的静态特性,向智能响应与功能融合方向发展。材料能根据外部环境刺激(如光、热、pH值、电场)可逆地改变其润湿性,实现“需要时疏水、需要时亲水”的智能切换。例如,一种涂层可在晴天保持自清洁,在雨天主动变得亲水以加速除雾;另一种材料能在受损后,通过内置的微胶囊修复剂,自动恢复超疏水性能。这种智能化将使材料从单一的防护层,升级为能感知、判断并执行复杂任务的“智能皮肤”,极大拓展其在柔性电子、智能医疗设备及自适应机器人等前沿领域的应用边界。
2、从实验室特性转向工程化耐久性
未来的核心发展驱动力,将从追求极端的接触角指标,转向解决材料在实际工程应用中的耐久性瓶颈。超疏水材料行业将致力于攻克材料在机械磨损、紫外线老化、化学腐蚀及温度骤变等苛刻工况下的长效服役难题。通过发展新型坚韧聚合物基体、设计多级仿生结构以分散应力、引入自愈合机制等技术路径,显著提升涂层的机械强度、抗疲劳和耐老化性能。目标是使超疏水表面能够承受长期的雨滴冲击、风沙磨蚀、反复擦洗乃至工业清洗剂的考验,从而在大型基础设施防护、交通工具表面工程等要求高可靠性的领域实现规模化与商业化应用。
3、从表面涂层深化为一体化结构功能体
超疏水技术的终极形态,将不再是基材表面的后处理“涂层”,而是与产品本体材料在制造源头就深度融合的“本征属性”。通过材料基因工程与先进制造技术(如3D打印、原位聚合),直接在材料内部构筑稳定的微纳疏水结构,生成体相超疏水材料。这将催生具有超疏水功能的整体金属构件、陶瓷部件或复合材料,从根本上杜绝涂层脱落问题,并赋予整个部件轻量化、高强度和耐腐蚀等综合优势。此举将推动超疏水技术从“表面文章”蜕变为颠覆性的设计和制造理念,为航空航天、海洋工程与高端装备制造带来革命性突破。
以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国超疏水材料行业市场运行格局及产业前景研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。
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2026-2032年中国超疏水材料行业市场运行格局及产业前景研判报告
《2026-2032年中国超疏水材料行业市场运行格局及产业前景研判报告》共十章,包含超疏水材料投资建议,中国超疏水材料未来发展预测及投资前景分析,对中国超疏水材料投资的建议及观点等内容。
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