● 摘要
光、电以及光电协同刺激调控固体表面的浸润性及粘附性，以其原位控制、响应速度快、响应电压低等优点，已经成为新的研究热点。本论文以实现可控表面浸润、粘附性为目标，构筑了微纳米分级复合结构薄膜，通过控制外场研究薄膜表面液体浸润性、粘附性的变化，同时探究其实际应用。本论文研究主要结果如下：
1．提出了一种基于微纳米分级复合结构网膜的光电协同诱导液体图案化渗透方法。分别采用阳极氧化法在钛网上构筑了TiO2纳米管阵列结构，采用水热法在不锈钢丝网上构筑了ZnO纳米棒阵列结构，构筑了微纳米分级结构网膜。分别对此两种微纳米分级结构网膜施加低于电浸润诱导渗透阈值电压的电压，液体在网膜上的渗透仅在光照处发生。基于此原理，实现了精确可控的液体图案化渗透过程，并应用于液体印刷。微纳米分级复合结构是此器件实现低粘附、低响应电压的液体印刷的关键。这一工作不仅拓展和推动了光电协同液体印刷的应用，也为开发新型的应用器件如微纳流体系统、微反应器和微纳电子科技等提供了新方法。
2．提出了一种基于微纳米分级复合结构网膜的光控水下油粘附力转变的方法。通过在不锈钢丝网上制备ZnO纳米棒阵列，构筑微纳米分级结构网膜。通过在不稳定的液/气/固三相接触模式和稳定的液/液/固三相接触模式间切换，实现了光控水下油粘附力转变。在网膜的微纳米分级结构中存在（或不存在）的水和空气的光诱导浸润性的转变，对控制水下油粘附性能起到了重要作用。这项工作对新型界面材料和功能器件的设计，如光诱导水下油滴的抓取与释放、无损油滴输运等实际应用具有潜在价值。
3．提出了一种电场和梯度微结构协同驱动水下油滴定向运动的方法。采用湿度法制备梯度多孔结构的聚苯乙烯（polystyrene，PS）薄膜，通过其表面梯度及外加电场的协同作用，在液滴两端产生不平衡的表面张力，驱动水下油滴发生定向运动。这一工作具有易于构筑、可持续驱动、方便控制的优点，在能源、生物科技、微传感等方面具有重要应用价值。