大气压等离子体射流在材料改性、刻蚀、焊接等方面应用广泛,在微纳制造中提高等离子体射流直写分辨率有着决定性的作用,同时还需兼容柔性微纳结构的图案化制造和表面改性工艺,亟需发展一套数字化可控、束径可连续切换的等离子体聚焦直写工艺。针对大气压等离子体射流在微纳制造方面的应用,本文提出一种等离子体静电聚焦理论,自主设计并加工出一种等离子体射流静电聚焦喷头,深入研究等离子直写刻蚀与图案化改性工艺及机理,通过协同优化工艺参数获得了稳定的工艺窗口及其关联机制,极大地拓宽了大气压等离子体射流在微纳制造及表面处理方面的应用,具体研究内容如下:（1）建立了等离子体静电聚焦理论及喷头模型。首先,基于等离子体射流流体模型提出了一种等离子体射流静电聚焦方法及相关喷头设计模型,并根据静电场理论推导静电透镜内电势分布解析表达式。其次,采用数值仿真的方法对喷头内部的电场及其聚焦行为进行模拟分析,发现当中间电极U1?0且上下电极U0?0,电位比（|U0|/|U1|）处于5-10之间时能够对束流进行聚焦,且聚焦焦距与透镜半径呈正相关,与极间距及电位比呈负相关关系。再者,为有效隔离内外层气体以及优化射流长度和活性,计算出喷头内外管径（d,D）及其流量（q,Q）应满足的关系区间,即D/d?7.5,Q/q?20,q/d?89.66,Q/D?22.36。最后,根据上述结论,设计并加工了一种等离子体静电聚焦喷头,为等离子体直写实验提供硬件支撑。（2）探究了大气压等离子体射流的直写工艺。利用空气及氮气氛围下氦等离子体射流与碳纳米管薄膜表面不同的作用特性,首次实现了大气压等离子体对该薄膜润湿性从超亲水（接触角小于10°）到超疏水（大于150°）的大范围调控;为了揭示调控机理,结合Wenzel-Cassie理论,阐明了碳纳米管薄膜表面微结构及其表面化学与该薄膜表面润湿性的关联机制;通过协同优化放电参数、工作气体以及碳纳米管薄膜厚度,成功对其表面润湿性及导电性实现“可编程”式调控,首次制备出一种兼具导电、超疏水、半透明、可拉伸性质的柔性薄膜。此外,还初步探究了等离子体射流刻蚀工艺,研究了等离子体射流对一般材料（如松香薄膜）分别在导体、半导体及绝缘体衬底上的可刻蚀性及难易程度;通过优化工艺参数达到了50μm的刻蚀分辨率,并发展出一套利用等离子体射流刻蚀松香薄膜制作柔性导电电极的工艺方法。（3）实现了等离子体直写制备柔性器件的应用。基于等离子直写技术成功在超疏（亲）水背景直写制备出超亲（疏）水图案,通过工艺调控可实现分辨率从mm到100μm的调控;进一步研究了直写速度、擦除温度对薄膜表面从超亲水恢复到超疏水速度的影响,实现至少5次往复式擦除,发现加热能够加速薄膜表面氧的挥发从而加快超疏水的恢复速度;稳定的超疏水背景是具有稳定超润湿图案的必要条件,并且稳定的超润湿图案能够承受至少100%的拉伸应变和1000次的拉伸循环;最后,分别选取了液滴操控、微流道、纳米材料自组装、可重构图案作为可擦除极端润湿图案化的应用。此外,所制备的导电、超疏水薄膜同样能够承受至少100%的拉伸应变和1000次的拉伸循环,并展示出对于长时间暴露在空气中及强酸碱液滴的良好的疏水稳定性,研究发现该薄膜优异的拉伸性及其抗腐蚀性能归因于与PDMS粘附牢固的碳纳米管的化学稳定性以及碳纳米管表明微纳结构的协同作用。同时利用该导电、超疏水电极制备出可用于人体运动状态监测的防水应变传感器,并提出了一种自粘附防水表皮电子的制作工艺,为精确、可靠的人体数据监测提供一种解决方法。