随着系统的微型化和纳型化，系统的重要特点就是具有很大的“比表面积”，“表面效应”带来系统的设计、制备、组装等一系列问题，传统的加工方法已经无法满足要求，迫切需要新的加工技术、思路为其提供发展方向。生物体作为由不同层次的精密纳米机器以及分子机器组成的功能复合体，可以为系统的进一步微型化或者纳型化提供思路。本文把微纳加工技术与生物技术相“会聚”，从理论和实验两方面研究基于生物的“微米生化功能器件”和“纳米生化功能器件”。　　 首先，表面应力对微悬臂梁的机械响应有很大影响，围绕表面应力展开对基于微悬臂梁的生化功能器件进行研究，包括三部分内容：第一，目前关于表面应力和响应频率的模型不能满足一般表面应力沿着微悬臂梁表面分布的情况。我们提出新的模型，应用无量纲化的方法与能量方法求解振动频率和一般表面应力之间简单的表达式；第二，搭建微悬臂梁位移测试实验平台，选择巯基修饰的单链DNA作为研究对象，用力学的方法研究单链DNA的生物粘附特性，给出表面应力和吸附密度的关系；第三，利用自组装技术把光驱动蛋白(bR)组装在微悬臂梁的表面，构建新型生化功能器件。当可见光照射在微悬臂梁表面的bR蛋白上，激发蛋白发生光电化学循环，把溶液中的氢质子传输到bR蛋白和微悬臂梁表面之间的空间，由于产生的氢离子梯度导致表面应力的改变，把微悬臂梁压弯。同时利用双电层理论解释上述实验产生表面应力的物理机制。　　 其次，构建基于F1-ATPase分子马达的生化功能器件，包括两部分内容：第一，利用电化学沉积方法制备镍纳米线和金镍交替的多段纳米线，通过对镍纳米线进行功能修饰，可以把镍纳米组装在F1分子马达上，从而构建生物纳米器件。对金镍交替的多段纳米线用不同的化学分子有选择的功能修饰，实现分子马达与纳米螺旋桨的定点组装；第二，设计制造可控旋磁装置，利用此装置，通过加载在镍线上的外力矩控制分子马达的旋转，实现对分子马达运动机理的研究。