近年来,超亲水薄膜在海洋防污、油水分离、防雾、自清洁和智能材料等领域广泛应用。然而,其在大面积、均匀且具有成本效益的制备仍然具有挑战。超声喷涂法制备薄膜具有节省原料、操作简单、膜厚可控、基底选择广泛等优点。本论文基于超声喷涂法制备薄膜的优势特点,通过向纳米SiO2分散液中添加表面活性剂以调节溶液的表面张力,进而控制液滴的干燥过程,优化工艺参数,调控薄膜微观形貌和光学性能,实现大面积超亲水薄膜的制备,并对其防雾防油污和湿敏变色性能进行研究。本论文设计并采用超声喷涂技术,以无毒、绿色的纳米SiO2为原料,添加表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和吐温-80,溶液的表面张力从71.7 m N/m分别下降到68.8m N/m和44.4 m N/m,其在硅片上的溶液接触角由35°分别下降到28°和14.5°。液滴干燥过程监测发现表面活性剂的加入可以增强马兰戈尼（Marangoni）流动,削弱咖啡环效应。当选取吐温-80作为助剂,控制助剂加入量,确定了SiO2和吐温-80的最佳质量比为5:1,喷涂循环次数为10次,薄膜厚度为126 nm,制备得到表面具有明显孔结构的超亲水薄膜,其水接触角在1.2 s内由14.5°下降到5°以下。涂覆有超亲水薄膜的玻璃具备良好的防雾防污性能,相较于商用的防雾喷剂,其对玻璃的透光率影响更小,保证良好的清晰度;且玻璃不易被有机物沾污,保持玻璃清洁。研究进一步在纸张、聚酯纤维和塑料上制备SiO2薄膜,同样具有良好的亲水效果,由此显示了基材选择的多样性。基于以上研究,论文采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为助剂,在硅片上制备了湿度敏感变色的SiO2薄膜。由于PVP的加入,抑制了液滴干燥过程中的咖啡环效应,形成了均匀的薄膜。进一步详细研究了各工艺参数对薄膜粗糙度和厚度的影响,确定了喷涂溶液的最佳质量浓度SiO2/PVP（0.05/0.01）,基板的加热温度为50℃,喷嘴距离基板的距离为60 mm。随着喷涂循环次数的增加,薄膜的厚度增加,粗糙度增加,薄膜的亲水性增强。通过将喷涂次数从10增加到30,调节膜厚从120 nm增加到340 nm,薄膜产生不同的颜色,在直径15 cm的商用圆形硅片上实现大面积和均匀的彩色薄膜的制备。薄膜具有很强的亲水性,对环境湿度变化敏感,在不同相对湿度环境下可以在2 s内改变颜色。通过10次循环测试,显示薄膜具有良好的循环稳定性。耗散型石英晶体微天平（QCM-D）测试结果表明,随着环境湿度增加,水蒸气在薄膜上吸附和冷凝,超声喷涂法相较于旋涂法制备的薄膜吸附水蒸气的能力更强。因此,超声喷涂作为一种新型的薄膜制备技术,为大面积智能薄膜的制备提供了可行的方案。