淡水资源紧缺已经成为全球性难题,从雾气中捕获水汽可以缓解干旱地区的缺水问题。大自然中,蜘蛛网、仙人掌、沙漠甲虫等生物均可从雾气中捕获水滴,受自然界中这些生物的启发,科研人员通过各种方法构建仿生结构,展开了大量的研究,但常规仿生方法成本高昂,制备过程繁琐。3D打印制备仿生材料,不仅可批量化制造,还可以在仿生结构上可以做出很多的优化设计,利用捕雾结构的优势进一步提升集水效率。本文采用3D打印技术,设计优化蜘蛛丝上纺锤体结构以及甲虫背上“脊梁”结构,并对表面结构做亲水改性,结合理论模拟分析揭示仿生捕集雾气结构对于集水性能的影响,内容如下:（1）通过软件理论模拟分析了在给定自然环境下,十种蜘蛛丝上纺锤体结构在相同时间内,在潮湿环境下的凝结液态水浓度,“半凸半凹弧”纺锤体蜘蛛丝的凝结液态水浓度最高;通过数值模拟探索了甲虫背部脊梁凸起的横截面形状对扩散通量的影响,三角形状的顶端扩散更明显,揭示了雾气更容易在“三角”脊梁凸起的甲虫背上凝结。（2）通过对比十种仿生蜘蛛丝纺锤体,从纺锤体周期变化、纺锤体形状、相邻纺锤体连接丝的的曲率变化,以及集水表征时的雾流方向、蜘蛛网表面结构等因素探究发现,连接丝曲率优化后的“半凸半凹弧”多尺寸纺锤体蜘蛛网（50 mm×50 mm）进行亲水处理后,雾流方向与蜘蛛网面夹角为90°时的集水效率最高,120 min集水达到6.25 g,比未经任何未处理的“单椭球”纺锤体蜘蛛网集水量提升六倍。（3）通过设计六种仿生甲虫背部结构,探究甲虫背部的凹/凸结构以及脊梁凸起横截面形状对集水性能的影响,并且采用三种方法对甲虫背进行亲水处理,分别为等离子体处理、表面涂覆亲水PVA以及复制甲虫背模板制备PVA水凝胶甲虫背。实验结果发现,通过复制甲虫背模板制备“三角”状脊梁凸起的PVA水凝胶甲虫背（底部半径R=20 mm）集水效果最优,表面亲水,接触角为19°。120 min集水量达到16.65 g,较未经处理的树脂“半圆”状脊梁凸起甲虫背的集水量提升了八倍。