芯片实验室技术是指将常规化学或生物实验室的前处理、分离、反应及检测等单元操作微型化并集成于方寸大小的芯片上的一类技术。近十余年来由于其深远的科学意义和广阔的应用背景而备受关注，得到飞速发展。芯片实验室技术的特点在于其单元尺寸的尺度为亚毫米至微米，因而具有高通量、时间短、高效率及需要试剂量小等优点。另一方面，从物理化学角度，由于结构尺度小，在芯片中与表面有关的性质，如浸润性、电渗及表面张力等，成为主要因素。研究芯片中这些特殊表面性质，对于进一步了解芯片中微观物理化学现象与规律及开发新的微单元操作技术具有重要意义。化学与生物体系绝大部分是水溶液体系，对水溶液的操纵与控制是芯片实验室领域中的关键问题之一。因而，对芯片材料表面浸润性的研究和调控具有重要意义。本文提出和建立了数种材料的超亲疏水表面制备方法，研究了表面结构与浸润性的关系，以及液滴在超亲疏水表面的蒸发和溶质分配过程，并将之应用于微阵列制备和纳米粒子组装，主要内容如下： (1)通过溶胶凝胶法和静电纺丝法分别制作超亲水表面和超疏水表面，考察液滴在不同浸润性表面的铺展和蒸发过程，以及液滴蒸干后残留灰尘颗粒的聚集状态和清洗效果。结果发现与普通表面相比，由于液滴在超亲疏水表面上具有移动的气-液-固三相接触线，溶液中的灰尘颗粒不能紧密聚集，与固体表面结合力弱，因而容易清除。为易清洁现象提出了新的解释。 (2)建立一步氧化法制备超亲水氧化铝，通过优化条件，获得稳定性和机械强度高的超亲疏水表面。并调控电化学条件，制备不同表面结构和粗糙度的氧化铝表面，考察其结构与表面浸润性的关系，发现鸟巢结构的形成是氧化铝表面达到超亲水性的关键因素，为Bico等人提出的“3D capillary effect”模型提供有力实验证据。