目前微流控系统广泛应用于化学、生物、医学等领域，微流控驱动技术的研究已成为微流控系统研究中的一个热点。微流体驱动技术的发展严重影响着微流体器件的进一步小型化、集成化和性能的改进。而负责水分输运的植物木质部导管为一串高度特化的中空管状细胞，功能上类似于微流控器件的微通道。受此启发，本文以研究植物导管结构为基础，模拟和仿生植物木质部导管，来设计微通道。　　本研究以北京植物所园里栽培的植物毛白杨(Populus tomentosa Carr)、旱柳(Salix matsudana)、法桐(Platanus×acerifolia(Ait.) Willd.）、榆树(Ulmus pumila三.)、紫藤（Wisteria sinensisSweet)为研究材料，利用树脂铸型法和X射线显微CT成像技术研究植物导管内部三维结构，以及利用同步辐射实时地动态地观察叶片导管中水分的输运，以分析导管结构与植物水分输运的关系。研究表明:　　(1)旱柳、毛白杨、法桐的导管分子特征较接近，与榆树和紫藤存在明显差异，相对于榆树和紫藤较原始。毛白杨、旱柳、法桐的导管分子长、侧壁纹孔少，有利于水分的输运。榆树和紫藤的导管分子相对宽，穿孔板几乎平直，更加利于水分的输运。榆树和紫藤的细导管分子有螺纹加厚，可增加导管的机械强度，减少管内产生空穴化的风险，从而保证水分更有效的运输。　　(2)管状分子间通过纹孔和穿孔板相连而形成输水聚合体，完成植物正常生长所需要的大量水分的输运。茎中的导管排列或是平行于茎纵轴，或是弯曲，或是螺旋形的，构成曲折相通的输水通道。利于防止空穴化的产生及连续水柱的维持。　　(3)导管的水分输运及空穴化修复和木质部薄壁细胞及导管结构有重要关联。　　在植物实验的基础上，利用CFD数值模拟方法，研究纹孔附近区域对水分传输的影响;利用光刻法和激光刻蚀法在玻璃芯片上刻蚀微通道，对微通道内的流速进行了测量。结果表明:　　(1)基于植物木质部导管和纹孔结构特征，建立纹孔数目不同（5个纹孔、9个纹孔、10个纹孔、20个纹孔）和管径不同(65微米和23微米的管径)的单根导管分子三维模型，在ANSYS软件中的Fluent中进行数值模拟。模拟结果:纹孔孔径越大、纹孔数目越多、导管管径越小对水流的阻碍作用越大。　　(2)模仿植物导管结构，设计微流体通道。利用光刻法刻蚀的微通道，槽内壁光滑，深度浅。液体流动缓慢，且前进距离仅有1～2mm。而用三倍频激光器刻蚀的微通道，内壁粗糙且深，有裂纹，相似于导管的粗糙内壁（纹孔和次生壁加厚）和穿孔板。且在激光重复频率f=1000Hz，v=1m/s时，扫描微通道6次，得到的微通道深度相似于榆树导管管径，观测其最佳水流速度为23.8mm/s，距离为30mm。