文献综述
1 超疏水材料
人们通过荷叶表面上的水滴能够自由滚动的特殊现象，发现了其具有超疏水性能，并且具有自清洁性能[1]。荷叶的超疏水性能成为了制备超疏水材料的理论基础。超疏水的表面通常指的是其表面与水的静态接触角大于150°，滚动角小于10°[2]。超疏水材料的形成需要满足两个条件[3; 4]：第一，表面要有粗糙的结构；第二，表面要具有低表面能性能。目前超疏水材料可以大致分为金属网膜超疏水材料、纺织品超疏水材料、合成膜超疏水材料、三维网络状超疏水材料等。
2 气凝胶材料
气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。密度为3千克每立方米。气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。气凝胶的固体相和孔隙结构均为纳米尺度，是湿凝胶干燥过程中将其中的液体成分替换成气体而仍然保持其凝胶网络的三维多孔纳米材料[5]。气凝胶的连续三维网络结构使得其在热学、力学、声学、光学、电学、吸附等方面都显示出独特的性质，引起了研究者们极大的兴趣。正是由于其微观结构呈现出“蜂窝状”的多孔形貌，加之其具有比表面积大、孔隙率高、密度低、热导率低等特点，气凝胶在分离材料、绝热材料、高能物理、高效催化剂及催化剂载体、气体及生物传感器、低介电常数材料等很多方面均具有巨大的应用潜力[6]。根据气凝胶所采用的材料不同，气凝胶可分为如下几类[7]：氧化物气凝胶、有机气凝胶和碳气凝胶。
3 石墨烯和碳纳米管
3.1 石墨烯
石墨烯是一种由碳原子以六角结构通过sp2杂化而成的单原子层蜂窝状二维材料。其具有极好的力学性能、导电、导热性能，正是由于这样独特的结构性质，石墨烯具有一系列显著的固有特性，包括化学性质和物理性质，例如较强的机械强度，超高的电导率和热传导性能，超高的比表面积。这些杰出的性能使得石墨烯在很多领域得以应用，包括高性能纳米复合物，透明导电薄膜，传感器，制动器，纳米电子器件，以及能量存储设备[8]。
石墨烯包含有两层相互透入的三角晶格所组成的六边蜂窝状晶格，每个晶格单元中有两个碳原子；格点上的碳原子有1个s轨道、3个p轨道和一个2p轨道；s与p轨道与邻近的原子以sigma;键连接在一起；2p轨道垂直于sp2杂化轨道的平面，且轨道间相互平行而形成pi;键；石墨烯片层中所有碳原子都垂直于sp2杂化轨道平面，于是形成贯穿全层的多原子的大pi;键；大pi;键中的电子为非定域的，可以在同一层中运动，为石墨烯提供了一个理想的二维（2D）结构[9]。
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