A.Tuteja等人首先设计的疏油凹角结构纹理表面使该种人造疏油表面成为研究热点。随着弹尾虫疏油角质层的发现,人们意识到:这种由无翼节肢动物进化出的高度纹理化,层次化排列的表面凹角结构;由于其优异的疏油性及高静水压力下的抗浸润性,在日常生活和工业生产中有着广泛的应用价值。研究者们已经提出了各种各样的基于化学刻蚀和光刻工艺的仿生凹角结构纹理表面制备方法。相较于主流微纳加工方式,飞秒激光放大级直写加工作为一种新兴加工手段,以其低热效应、高峰值功率、无掩膜、高精度、灵活高效、不受加工材料限制等诸多优势,在微纳加工领域有着广泛应用。本课题聚焦于探究凹角结构纹理表面制备技术,利用飞秒激光放大级直写加工形状记忆聚合物材料,引入“复合”思想,结合两种不同材料间的收缩失配和形状记忆聚合物的热辅助自生长机制,成功制备了仿生凹角结构纹理表面;同时,创新的提出了一种动态表征手段:施加外部振动来模拟真实的弹尾虫运动场景,详细探究了凹角结构几何参数对动态抗浸润性能以及外部振动参数对液滴浸润过程的影响,最终实现了仿生凹角结构纹理表面的性能优化。全文的主要工作内容包括以下几部分:(1)从形状记忆聚合物的记忆效应和聚合机制出发,通过理解热塑型形状记忆聚合物的热缩性,引入“复合”的概念:利用热缩聚苯乙烯薄膜和非热缩硅树脂胶带之间的收缩失配机制制备仿生凹角结构,设计了一套全新的仿生凹角结构纹理表面制备工艺。(2)在深刻理解啁啾脉冲放大技术的基础上,搭建了飞秒激光放大级直写加工平台。利用飞秒激光放大级直写加工的灵活性来实现凹角结构平面参数(直径,中心距)的精确调控;同时结合形状记忆聚合物的热辅助自生长效应,通过控制加热时间来对凹角结构高度进行调控。(3)通过振动测试平台的搭建,系统探究了不同振动参数(振幅,振型,频率)对结构表面液滴润湿过程的影响;进一步探究了不同结构参数(高度,直径,中心距)对凹角结构纹理表面动态抗浸润性的影响。深入分析实验结果,揭示了结构表面液滴的动态浸润机制,最终实现了纹理表面的性能优化。