自对齐技术是一种对微型器件的操作技术,在微纳电子、信息传感、材料增强等领域具有重要作用。如微米纤维的排列和分布对纤维基传感器以及纤维增强材料的性能优化有重要影响。近年来,如何精确操控单根微米纤维构建复杂图案仍是一项挑战。而传统微操作技术主要针对微型电子器件或微型颗粒,对于大长径比操作对象比如微米纤维等很少研究。因此需要研发一种针对微米纤维等大长径比微型操作对象的精确排布方法。本文提出一种基于亲水/超疏水微结构的自对齐技术。使用平口针头和压电式液滴分配器两种操作方式向亲水区域内分配液滴,利用亲水/超疏水区域的润湿性差异限制液滴。此时微米纤维在液桥产生的毛细力作用下发生旋转和位移后,会按照亲水区域的方向和位置完成排布,实现自对齐。本文主要从理论分析计算、仿真模拟计算和试验分析三部分进行研究。（1）结合能量最小化原理和润湿性差异理论,提出在基底表面制备亲水/超疏水微结构限制液滴的方案。从理论方面分析液滴表面张力的计算方式和表面能最小化原理。通过润湿性理论和表面能最小化原理的结合,研究基于亲水/超疏水微结构局限液滴的机理,探讨如何在硅基底表面制备亲水/超疏水润湿性分区结构,并建立相应的液滴局限模型。（2）将MATLAB软件和Surface Evolver有限元仿真软件结合,对微米纤维的自对齐过程进行仿真建模以及受力分析,计算液桥产生的毛细力,并绘制能量变化曲线以及受力变化曲线,从理论上分析微米纤维在自对齐过程中的运动轨迹以及影响自对齐成功率的因素。（3）通过接触式操作方式在亲水/超疏水微结构表面对微米纤维进行自对齐试验。该方式利用平口针头将微米纤维的拾取释放技术和亲水/超疏水微结构相结合,前者可实现微米纤维粗定位,后者可将微米纤维精准限制在亲水区域内。通过改变亲水区域的尺寸研究自对齐精度。结果表明,亲水区域尺寸与微米纤维尺寸越匹配,自对齐精度越高。在宽度为20μm的亲水区域上排布微米纤维,线性对齐精度可达1.5μm,角度对齐精度可达1°。（4）通过非接触式操作方式在亲水/超疏水微结构表面对微米纤维进行自对齐试验。该方式不需要精确控制微米纤维初始位置,也不需要检测微米纤维与亲水区域的交点位置,只需微米纤维与亲水区域有交点,且压电式液滴分配器在亲水区域内任意位置分配液滴即可。通过改变液滴量进行一系列试验。结果表明,足够的液滴量可使纤维发生上浮然后发生扭转最后矫正位移误差。通过改变亲水区域宽度验证了亲水区域尺寸与微米纤维尺寸越匹配,自对齐精度越高。在宽度为20μm时,自对齐精度最高,线性对齐精度约为0.5μm,角度对齐精度约为0.1°。（5）在亲水/超疏水微结构表面对多种大长径比的微型操作对象进行自对齐试验。通过一系列试验,将狗尾草纤维、蒲公英种子纤维以及蚂蚁腿实现了有序排布。结果表明,即使操作对象轻微弯曲或表面具有微结构,依然不影响自对齐精度和成功率。为实现多根微米纤维图案化排布,分别对10、4以及18根微米纤维排布为平行图、“W”形以及“SUST”形,为本文提出的自对齐方法构建复杂图案奠定了基础。