气泡无泵定向运输是指在水下不依靠外界动力源即可实现气泡沿着特定运输轨迹的运输,在生物工程、化学工程、微流控等领域具有非常广泛的应用前景。但目前现有的水下气泡无泵定向运输表面普遍存在运输距离短、运输体积小、运输结构复杂等问题,缺乏一种简单高效的气泡运输表面。论文采用一种二次电化学刻蚀和低表面能修饰相结合的方法制备超疏气/超亲气楔形图案化表面,并对图案进行了表征分析,为明确气泡的无泵运输机理对图案上的气泡进行了受力分析,探究了图案相关参数对气泡运输的影响规律,并进行了氧气射流运输的相关研究,主要内容包括:根据润湿性的相关原理,通过二次电化学刻蚀和低表面能修饰的方法制备出了由外围超疏气区域和中间超亲气楔形区域组成的图案化表面。选择铝片作为加工基底,首先将普通铝表面进行第一次电化学刻蚀,然后利用氟硅烷进行低表面能修饰后即可获得超亲气表面,之后将楔形掩膜粘贴到超疏水表面后进行第二次电化学刻蚀后即可获得超亲气楔形区域和外围超疏气区域表面。对所制备的图案进行了表面形貌、晶体结构、元素组成的一系列表征,分析了经过各个工艺流程之后铝片表面的润湿性状态。通过对楔形图案上的气泡进行受力分析表明进行水下气泡无泵定向运输的主要驱动力为楔形区域对气泡的拉普拉斯梯度力,主要阻力为水对气泡的流动阻力以及楔形区域表面对气泡的粘滞阻力。而当浮力沿楔形区域中心线方向的分力与气泡运输方向相同为驱动力,相反为阻力。对图案化表面相关参数的研究表明增大楔角、楔形区域表面预覆盖气膜、图案化表面向上倾斜等都可以提高气泡运输效率。研发的超疏气/超亲气楔形图案化表面不仅可以实现单个气泡的无泵定向运输,还可实现大流量气体射流的无泵定向运输,因而在实际应用时的可行性较佳。