微型自推进装置不需要外部马达就可以实现运动,由于其在污水清理、浮油清除、化学武器销毁和靶向药物递送等方面的潜在应用,已成为学者们的研究热点。现有的推进机理,可分为气泡推进和泳动推进。但这些微型自推进装置都需要应用化学反应、两相液体或者外加电能、热能,这些要求的存在大大限制了其实际应用价值。本文提出了一种全新的微型自推进装置的运动机理,即利用液滴表面形貌产生的拉普拉斯压力作为驱动力,实现了液滴表面能向动能的转化,是一种应用单一液体,无需外加能源的清洁的全新微型自推进装置。本文首先利用纳秒激光在超疏水表面加工出百微米级孔径的超亲水锥形通孔,可使滴落在通孔上的水滴在拉普拉斯压强的作用下射入水中,并产生蘑菇状射流。当通孔具有一定倾角时,蘑菇状射流可在水中倾斜喷出,同时对通孔产生反向推力,这种推力可作为驱动力使微型船在水中自发地运动。试验中选择了倾斜45°作为超亲水通孔的倾斜角度,并设计了两种不同运动方式的微型船,包括平动和转动。随后,本文系统地研究了水滴体积、锥形孔方向、锥形孔孔径对微型船自推进运动性能的影响。结果表明:蘑菇状射流产生的能量能够驱动微型船运动;孔径越大,加速度越大,运动距离越短;水滴体积越大,初始加速度越小,运动距离越远。此外,本文对微型船的运动过程进行受力分析,得出微型船运动过程受拉普拉斯压力驱动并且受水的阻力影响。最后,本文结合实际环境设计了几种微型船的应用,实现了微型船的连续、长距离运动。综上所述,本文提供了一种全新的射流驱动机制,有望应用于定向运输、微型发电机等领域。