飞秒激光双光子聚合技术,作为一种新型的bottom-up加工方式,具有工作环境简单、分辨率高以及灵活性高等优势,并被广泛应用于微光学器件、微机械、微流体器件等领域。在漫长的进化过程中,自然界中许多生物具有了随外界环境变化而发生形变的能力,在残酷的环境中获得更多的生存优势。效法自然,许多研究者在生物的形变中得到启发,研制出了各种受外界环境控制的可变形结构。Janus是罗马神话中的一尊“双面神”,他的脑袋前后各有一副面孔,一副看着过去,一副注视未来,代表着矛盾与对立。与之对应,我们将两侧具有不同的化学或物理性质的结构称为双面神结构。特别的,当双面神结构的两侧在不同的外界环境中存在膨胀系数的差异,那么结构整体就会表现出受外界环境控制的形状变化,所以加工双面神结构是实现结构形变的重要途径。本文主要研究利用飞秒激光双光子聚合技术加工可形变的双面神微柱。本文首先提出了一种简单、灵活的方法,将飞秒激光聚焦在pH敏感的水凝胶中,以此制备受pH驱动的形状可调的双面神微柱。该微柱由pH敏感的水凝胶聚合而成,其体积可随pH值的变化而变化。当pH值小于9时,水凝胶结构发生收缩,反之则膨胀。通过控制扫描路径,使这些双面神微柱的两侧在pH值变化时发生不同的膨胀,导致整个微柱发生可逆弯曲。由于激光打印技术的高度灵活性,这些微柱的空间排列、高度和弯曲方向可以被任意控制。因此,可以制备出包括复杂“花瓣状”结构在内的各种形状可切换的表面图案。最后,实验展示了该双面神微柱在信息加密/解密、粒子捕获等方向的潜在应用,展示了其在智能显示、信息安全、药物运输等领域具有良好的应用价值。制备双面神结构的关键是破话结构本身的均一性。本文在飞秒激光加工出光刻胶微柱之后,利用真空蒸镀技术,通过45°倾斜放置样片的方式,在光刻胶微柱的一侧蒸镀上金属,将普通微柱转换成双面神微柱。该双面神微柱会朝有金属镀层的一侧发生定向弯曲,本文对这种现象进行了理论分析和数值模拟,并用实验进行了验证。