受生物启示的仿生超浸润性界面由于其在理论研究、新材料的制备、工业生产、人民生活等多种领域都起到重要的作用，逐渐引起了大众的注意与研究者的兴趣。在新型浸润性界面研究领域中，功能性的固-液粘附界面是其中最受关注的代表之一。自然——作为人类认识世界、学习科学规律最好的导师，为我们提供了很多值得学习的具有优异性能的材料界面。从自然中学习特殊浸润性界面的作用规律可以极大的指导智能浸润性界面的研究与制备。　　本工作的目的就是利用从特殊的生物固-液界面中探索得出的规律，从仿生的角度出发，设计在不同的环境中可用的具有稳定疏油、自清洁性能的材料，并通过结构与材料组成的设计，实现油滴在界面上的单方向输运，并探索其在相关领域的实际应用。本论文的主要研究内容如下:　　1.受到马面鱼皮在水下具有各向异性的超疏油性质的启发，我们通过微加工和表面化学组成修饰的方法制备了了具有可控的各向异性程度的水下疏油界面。通过研究发现，马面鱼皮的水下各向异性超疏油性质来源于其表面具有的取向性的微米钩状结构阵列。我们使用软模板法完整复形了马面鱼皮表面的微米阵列结构，随后通过氧气等离子体处理对复形材料表面进行亲水化处理之后，复形材料表面呈现了良好的水下各向异性疏油性能。研究发现，材料表面的亲水性质和有取向的不对称微米结构是使材料具有水下各向异性疏油性质的决定性因素:在微米结构之间存在的一层水膜极大的降低了油滴在固体表面的粘附;而不对称的微结构则造成了油滴运动时方向性的势垒差异，使油滴在水下更倾向于沿着结构的弯曲方向前进。这一结论也被我们用一个简单的实验证明:将天鹅绒纤维熨烫至不同的倾斜角度后测量油滴在它表面上运动的各向异性差异，发现油滴运动的各向异性随着天鹅绒纤维的倾斜程度增大。由于材料的亲水性可以通过多种途径实现，并且材料表面的不对称微结构也可以在工业上实现，因此这种设计水下各向异性超疏油界面的设计思路可以被广泛地应用到工业生产与人类生活的相关领域，用来实现油气的输运、防油污材料的大规模应用等。　　2.受到海带能够在不同海域中生活并能够免受海洋石油泄露污染侵害的启发，我们细致的探索了海带具有的盐稳定的水下超疏油低粘附性质的来源，并揭示了多糖组分在其中所起到的重要作用。基于这一发现，我们利用海藻酸钙凝胶模拟海带表面的粘液涂层，并探索了凝胶涂层在长时间、高盐浓度条件下的水下超疏油性质变化。实验中我们发现，即使浸泡在海水模拟液中长达30天，海藻酸钙凝胶涂层对不同种类的油都维持了良好的超疏油低粘附性能。值得一提的是，除了对普通的轻油，海藻酸钙凝胶涂层也表现出了对高粘度的油污污染也体现出了优秀的自清洁性能。这种稳定的超疏油低粘附性能是由于在海水中海藻酸钙中的钙离子会与钠离子发生交换反应，使得海藻酸钙发生局部轻微的去交联反应而获得更为疏松的表面结构，利于水分子的快速进入，使得它能从脱水条件下快速恢复，并在高盐环境也能结合稳定的水层起到降低油粘附的能力。同时，考虑到实际应用中对涂层材料机械强度的要求，我们通过构筑双网络海藻酸钙水凝胶并向其中添加刚性的无机粘土，使海藻酸钙涂层在不牺牲原有的盐稳定的水下超疏油低粘附性能的同时，获得了很好的抗压、耐磨性能。这一研究有望被应用在海洋防污涂层的设计与食品工业抗粘涂层材料设计中。