随着社会的发展和科学技术的进步,传统材料的性能因各种缺陷已经远远不能满足人们生产生活的需要。因此,新材料的发现和研究一直是科学家关注和努力的方向。向自然界具有特殊表面的生物学习,以期获得具有优异性质的材料是亘古不变的主题。其中,具有特殊浸润性的动植物表面因其独特、优异的表面性能,成为近年来的研究热点。这种新型材料具有自清洁、防腐蚀、防油污等能力,将会为社会带来极大的便利和巨大的经济发展。目前,虽然对于自然界具有浸润性表面生物的研究和其仿生表面的制备,取得了很大的进展。但仍有许多具有特殊浸润性表面的生物等待人类去发现和研究。本文以自然界具有浸润性的植物为研究目标,发现水烛、芦竹以及丝毛飞廉三种具有较好疏水性能的植物表面,基于模板法分别制备了以三种叶片为模板的PDMS仿生表面,并通过接触角测量仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪表征手段对植物叶片表面和PDMS仿生表面进行了详尽的研究。测试结果表明,水烛叶的静态水接触角为111.5°±2°,其表面微观结构主要由亚毫米级周期性沟槽,微米级点阵乳突和纳米级鳞屑状蜡质层组成。以水烛叶为模板的PDMS仿生表面的静态水接触角为148.8°±2°。芦竹叶的静态水接触角为146.9°±2°,叶片表面主要由亚毫米级周期性光栅结构,规则分布在光栅结构上的微米级乳突、长条状凸包和被覆在表面的纳米级鳞片状蜡质层组成。其PDMS仿生表面的静态水接触角高达151.1°±2°。研究了水烛叶和芦竹叶的表观形貌和液滴与其表面接触的浸润性机制;通过建立的数学模型,对其浸润性机理进行理论分析。结果表明,水烛叶和芦竹叶表面的微观结构与液滴接触的状态符合Cassie模型。水烛叶和芦竹叶表面具有相似的微观结构,利用Cassie模型对两种叶片的浸润性机制进行理论分析,结果表明,粗糙固体表面的微观结构是浸润性的关键因素。有绒毛丝毛飞廉的静态水接触角为153.6°±2°,无绒毛丝毛飞廉的静态水接触角为92.7°±2°,通过扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪对其进行表征,实验结果表明,有无绒毛对丝毛飞廉表面的浸润性具有极大的影响。有绒毛丝毛飞廉PDMS仿生表面的静态水接触角为135.7°±2°,无绒毛丝毛飞廉PDMS仿生表面的静态水接触角为122.3°±2°,结果表明PDMS作为一种低表面能的物质,可以有效增强表面的疏水性能。本研究所用制备方法工艺简单,成本低,无需特殊加工设备,具有很好的实际应用潜力。同时研究了固体表面浸润性机理,为浸润性研究的理论基础和进一步建立分类体系提供了帮助。