摘要: 自然界经历几百万年“适者生存”式的演变，许多生物已经进化出能够适应其周围环境的特殊身体器官表皮，如壁虎的脚掌、鲨鱼的表皮、沙漠甲虫的外壳等。国内外学者对这些生物体表面展开了大量的研究，发现其表面存在着很多特殊功能微观结构。受此启发，... 展开 自然界经历几百万年“适者生存”式的演变，许多生物已经进化出能够适应其周围环境的特殊身体器官表皮，如壁虎的脚掌、鲨鱼的表皮、沙漠甲虫的外壳等。国内外学者对这些生物体表面展开了大量的研究，发现其表面存在着很多特殊功能微观结构。受此启发，人们一直致力于将这些微结构仿生复制到应用材料表面，希望能获得与自然界生物体表面相类似的功能。本文将对树蛙、蝾螈、荷叶等生物体表面特殊微观结构展开详细的研究，并进行仿生复制相类似的微结构表面，以此来研究此类微结构表面的特殊性能，以及其作用机理。 本文将采用光刻—湿法刻蚀—光刻—复模工艺在PDMS（聚二甲基硅氧烷）表面加工出类似生物体表面的复合梯度凸起微结构，并运用等离子体处理技术对其表面进行改性。试验部分将主要采用Type32多功能表面性能测量仪与球盘试验机对不同参数试样表面的摩擦学特性进行测量，并对仿生功能表面的润湿进行测试与分析。此外，本文还对微凸起表面与钢球的接触模型进行了详细的计算与分析，研究微凸起阵列对试样表面接触压力和接触面积影响。本文主要得出如下结论： ⒈钢球压入PDMS时，表面微凸起阵列可以有效地降低接触面积，但在微凸起的边缘处会产生接触压力集中现象。微凸起高度的增加会导致PDMS表面的接触压力增加、接触面积减小；微凸起面积率的增加会致使PDMS表面的接触压力与接触面积都减小。 ⒉复合梯度凸起阵列可以有效地改变试样表面的润湿性，当PDMS表面为疏水性状态时，表面复合梯度凸起阵列会使其表面更加地“疏水”，而当PDMS表面为亲水性状态时，表面复合梯度凸起阵列会却使其表面更加地“亲水”。 ⒊干摩擦状态下，复合梯度凸起阵列有助于降低钢球与PDMS间的静与滑动摩擦系数。当PDMS表面为疏水性状态时，复合梯度凸起阵列也有利于降低表面的静摩擦与滑动摩擦系数；而当PDMS表面为亲水性状态时，在特定的试验参数下，复合梯度凸起阵列却在静与滑动摩擦两方面，都表现出了增摩特性。 收起