自清洁，指的是一类特殊材料的固有性质，可以通过不同的方式自发的清除其表面附着的污染物。事实上，这一现象最初来自于人们对大自然的观察，“出淤泥而不染”的荷叶，就是典型的天然自清洁表面。此外，大自然当中还有很多其他的动植物的部分表面都具有天然的自清洁能力，例如水稻叶片，猪笼草，蝉的翅膀，蝴蝶翅膀，壁虎的脚，蜗牛的壳，鱼鳞和鲨鱼皮等等。从机理的角度讲，绝大多数天然自清洁表面都具有特殊的浸润性，即超亲水和超疏水，通过水和物体表面的相互作用实现自清洁功能。

　　浸润性，也叫润湿性，指得是一种液体在一种固体表面铺展的能力或趋势。例如，把一滴水滴在固体表面，可能出现如下两种不同的情况：水滴倾向于铺展成一层薄薄的水膜，这表明水在这种固体表面浸润，这种固体表面具有亲水性;或者水滴倾向于聚拢成球形小液滴，这表明水在这种固体表面不浸润，这种固体表面具有疏水性。水滴或者液滴在固体表面铺展之后的切线和固体表面之间的夹角，被称为接触角，是定量描述浸润性的参数。原则上，接触角大于90度，就是疏水表面，小于90度就是亲水表面。更进一步的，人们定义，当接触角大于150度时，固体表面具有超疏水性，而当接触角小于10°时，固体表面具有超亲水性。举两个典型的例子，水在云母表面的接触角小于4度，而水在荷叶表面的接触角约为147度。

　　那么超亲水和超疏水表面如何实现自清洁功能的呢?在超亲水表面，水会自发铺展成面积很大而厚度很薄的水膜，阻碍了油脂和灰尘微粒等污染物与表面的直接接触;而完全铺展的水膜流动时，会主动带走其表面附着的杂质，实现自清洁功能。自然界中，蜗牛壳就属于这种情况。工业上，超亲水表面目前多以防雾自清洁涂层或薄膜的形式应用在一些比较特殊的环境中，例如汽车后视镜， 摄像头镜片或体内专用的内窥镜，以及一些比较高级眼镜片等。在超疏水表面，水会自发形成聚拢的水滴，当水滴在倾斜表面上滚动时，会自发带走表面附着的一些灰尘颗粒，实现自清洁功能。自然界中，除了之前提到的荷叶之外，一些蝴蝶的翅膀也具有类似功能。工业界中，则主要应用于大型建筑的玻璃幕墙、涂料外墙等难以清洁的表面上。