很多在特殊环境下工作的材料对表面的自清洁、防结冰、抗腐蚀、流体减阻等性能有较高要求。在自然界中,很多生物的表面也要长期与流体接触,其特殊的表面结构赋予其独特的表面流体运动状态。近年来,仿生各向异性结构的研究为改善材料表面流体浸润和运动状态起到积极作用。各向异性结构在应用中面临很多困难和挑战,例如其结构形状可调性低,液滴在结构表面的运动方向和状态单一;结构表面缺乏特殊的流体浸润性,液滴和流体在结构表面运动缺乏动力。针对上述问题,本文重点研究了结构可调的三维各向异性结构,并在其表面生长了一层微纳米结构,形成一种复合结构。通过对微纳米结构的调控,使表面获得特殊的流体浸润性能,通过对各向异性结构的调控,使流体在表面获得特殊的运动状态和传输性能。同时,也研究了二维各向异性结构,并通过对其表面的调控,在一个样品上同时实现了两种浸润性。主要结果如下:通过水热法,在硅胶管道内壁制备了Zn O微纳米结构,通过氟化处理,使管道内壁获得超疏水性。通过实验观察和Lattice Boltzmann模拟,研究了流体在管道内的运动状态,流体在超疏水管道内的固/液接触面积很小,有利于减小流体阻力。通过实验验证,相比普通的硅胶管道,流体在超疏水管道内受到的阻力更小。当运输具有一定初始温度的液体时,通过红外摄像机的观测,超疏水管道内的流体温度始终比普通管道高出1.5℃,具有更好的保温隔热性能。通过微米力学探针的测试,单个Zn O结构的形变量为3μm,最大可承受275μN的应力。同时,实验中的高速流冲击管道截面时的剪切力为193.6μN,Zn O结构韧性很好,完全能承受水流的冲击。后续的实验中,管道长时间运输了高速水流,酸碱水流,油水混合物等液体,其内部的疏水性也能够保持。通过软复形法,制备了百微米级的仿生鱼鳍状各向异性结构,采用水热法,在鱼鳍结构上制备了Zn O微纳米结构,通过氟化处理,使结构获得超疏水性能。当液滴撞击结构表面时,会沿特定方向反弹运动,通过改变鱼鳍结构形状时,液滴反弹方向也会变化,进而实现了液滴驱动效果的调控。此外,通过建造实验船只,证明了疏水的仿生鱼鳍结构还具有很好的船体减阻性能。实验船在10-100m N的拉力下航行,船底贴有鱼鳍结构的船只其平均航速是普通船只的1.5-4倍。通过软复形法结合水热法,实现了各向异性锥形结构表面的Zn O微纳米结构的制备,并采用氟化和涂漆处理,使复合结构具备两种浸润性能,结构尖部为亲水,根部为疏水。锥形结构置于雾气环境中,亲水的尖部易于液滴凝结,疏水的根部则有利于液滴及时脱离表面,使表面获得高效的雾气收集性能。该结构的长度、间距和表面亲水部分所占比例均影响其雾气收集性能。通过实验和计算得出,结构长度4.2mm,间距1.5mm,亲水部分占70%时,结构的雾气收集效率最好。通过涂覆和热处理的方法,在玻璃片上制备了Ti O₂微纳米结构,通过氟化处理,使结构获得超疏水性能。Ti O₂具有紫外光响应能力,通过特殊的透光片引导,使紫外线有选择的照射Ti O₂表面,使表面同时具有亲水区和疏水区。通过调整透光片形状,能够在Ti O₂表面上获得可调控的各向异性的亲水-疏水二维图案。当水进入图案时,体现出单向传输的效果。通过实验测试和ANSYS Fluent模拟,证明直线形和曲线形图案在水单向传输上具有优势。对于直线结构,当结构与水平方向夹角为20°时,单向传输性能最好,传输距离为234mm。对于曲线结构,当结构曲率半径为10mm时,单向传输性能最好,传输距离为276mm。因此本研究通过三维、二维各向异性结构表面微纳米结构的综合调控,使其表面获得了特殊的浸润性和流体传输性能,对改善材料表面的自清洁、减阻、流体运输等性能起到积极作用。