人类研究了大自然中动植物表面结构的独特性,越来越多的科研工作者从中受到启发,对仿生材料进行研究,目前如何制备具有特殊功能的微纳米结构界面成为迫切解决的问题。本文结合了纳秒激光微纳米加工技术与仿生领域涉及的原理,根据材料特性以及相应的化学修饰并结合实际的工程应用需求,以铝箔为基底制备出具有特殊润湿性的微结构。首先,阐述了纳秒激光微纳米加工系统的主要组成部分以及纳秒激光与金属表面相互作用的机理;基于有限元多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 5.4版本研究了不同润湿性单孔通道润湿水的渗透过程;探索了不同工艺参数下铝箔膜呈现的几种润湿性:(超)亲水/(超)亲水、超疏水/超疏水、(超)疏水/(超)亲水,研究了表面微结构对其润湿性能的影响以及(超)疏水/(超)亲水铝箔膜的水雾收集能力。本文的主要内容具体如下:(1)阐述了润湿性的基本概念;对目前雾水收集的意义和研究现状、在铝基表面开展研究工作中的有关润湿性的研究现状和应用做了分析;指出利用生物表面结构的独特性制备微结构用于润湿性、雾水收集等研究的必要性。(2)实验过程中对采用的纳秒光纤激光系统的组成部分做了进一步的描述,并分析了纳秒激光辐照金属表面的物理过程。(3)基于仿真软件COMSOL建立模型进行动态仿真,分析了水在不同润湿性单孔通道的润湿状态,探究了一种润湿性单孔通道在不同微通道结构尺寸下对水传输速率的影响。(4)结合目前流体操控中液滴传输的现状和应用,提出了润湿性膜可用于水滴传输以及雾水收集实验,制备了超亲水/超亲水、超疏水/超疏水、超疏水/超亲水双面神铝箔膜;研究了不同润湿性微结构表面对水的润湿状态;探索了水滴在不同润湿性的微表面结构的传输速度,并分析了不同润湿性膜对水的渗透和拦截的传输机理。三种膜中(超)疏水/(超)亲水铝箔膜表现出独特的润湿能力,研究了其在通孔量一致不同顶部孔径情况下的雾水收集能力。结果表明孔径不同影响雾水收集的功能,在通孔量一致的情况下,(超)疏水/(超)亲水铝箔膜最高的雾水收集量高达最低的雾水收集量约31.3倍。本文提出的基于纳秒激光制备的不同润湿性铝箔膜在水滴传输和雾水收集方面的研究,对探索表面微结构对其性能的影响及应用有着一定的影响。