微流控芯片在DNA分析、药物筛选、细胞培养、生物传感器等领域有着广泛的应用前景。在芯片系统中,由于通道连接不紧密、芯片中存在气核、压力变化等因素,气泡会进入微通道,影响芯片的功能。近年来学者们提出了多种解决方案,但现有的方法存在储气空间有限、除气系统复杂、气泡易再次引入、难于集成等缺点。本文基于被子植物纹孔膜气泡过滤功能,建立了纹孔膜流体通道二维模型,研究了气泡过滤机制,引入纤维素基水凝胶,制作一种用于气泡过滤的新型仿生微结构单元。针对仿生微结构单元的气泡过滤机理和性能,本文开展了以下研究:（1）被子植物纹孔膜气泡过滤仿生机理研究。制备植物木质部样本并使用扫描电子显微镜观测纹孔膜的形态特征,得到纹孔膜的直径、孔径及孔隙率等参数;研究纹孔膜气泡过滤机理,结果发现,纹孔膜利用孔隙处气液界面的表面张力抵抗来自气泡的压力,阻止气泡透过纹孔膜,并且过滤气泡的能力与纹孔膜表面润湿性和最大孔径有关;建立纹孔膜流体通道的二维模型,研究表面润湿性和最大孔径对纹孔膜过滤气泡的影响,结果表明,纹孔膜的亲水性是其能够过滤气泡的重要因素,纹孔膜的最大孔径与气泡泄漏时的压力成反比。（2）仿生微结构单元的设计与制作。基于纹孔膜气泡过滤原理,设计了基于纤维素基水凝胶的仿生纹孔膜。为将仿生纹孔膜集成于微通道,设计了具有限位微柱的微结构单元;对仿生纹孔膜原位成型过程进行仿真模拟,结果显示,限位微柱形状可影响凝胶流动状态,其中,圆形微柱可实现仿生纹孔膜的原位成型;利用微纳加工工艺制作微结构单元,并利用原位成型法将仿生纹孔膜集成于微通道内,形成了具有气泡过滤功能的仿生微结构单元,其仿生纹孔膜厚度为10-50μm。（3）仿生微结构单元气泡过滤性能检测。对仿生微结构单元的气泡过滤能力进行检测,结果表明,持续通入气泡的情况下,气泡未通过仿生纹孔膜,所设计的仿生微结构单元具有过滤气泡的功能,并且流量为4.5m L/h时气泡过滤速率达到了24个/min;为得到微结构单元能够过滤气泡的最大压力,对气泡泄漏阈值进行检测,结果表明,仿生纹孔膜厚度为20μm时,气泡泄漏阈值为90k Pa,并且气泡泄漏阈值不再随膜厚的增加而显著增加;对仿生纹孔膜造成的流量损失率进行检测,结果表明,膜厚为10-50μm时,流量损失率分别30.76%、45.11%、61.26%、68.19%和76.15%。综合考虑气泡泄漏阈值和仿生纹孔膜对水力运输影响,仿生纹孔膜最佳厚度为20μm。