液滴的操作诸如转移、分离、混合、运输等具有很高的实际应用价值,特殊浸润性表面上液滴的定位输运因其能快速、可重复地实现对液滴的有效控制而在生化分析、微流体系统、临床诊断等领域具有较高研究价值和应用前景。然而,目前特殊浸润性表面液体定位输运手段存在制备方法繁琐、成本较高、需要额外能量或系统输入等问题,并不能满足实际应用的需求。针对以上问题,本课题首先介绍了关于固体表面浸润性的基本理论及经典模型,并分别研究了液滴在梯度深度的超疏水-超疏水轨道和超疏水-超亲水轨道上的运输原理。基于以上理论,本课题通过仿真研究了液滴在不同参数的深度梯度轨道上的运动情况。仿真结果表明:液滴在超疏水-超疏水轨道上进行输运时,轨道宽度越宽、轨道最大深度越深,液滴越不容易脱离轨道;而液滴在超疏水-超亲水轨道上进行输运时,轨道宽度不宜过大,此时轨道越宽、轨道最大深度越深,液滴受到的毛细力吸附作用越强,液滴越不容易脱离轨道。接下来通过实验采用不同的特殊浸润性表面制备方法在铝合金基底上分别制备了“迷宫”状微结构、树状微结构及分级微纳米结构的三种表面微结构。通过对比接触角、滚动角、表面平整度等性能,最终选择运用化学刻蚀与阳极氧化相结合的方法作为本课题制备铝基超疏水表面的主要方法,制备的超疏水表面接触角为164°,滚动角为1.5°。然后利用紫外激光精细微加工设备在铝合金基底上制备出具有深度梯度的超疏水-超疏水和超疏水-超亲水液滴定位输运轨道,分别制备了直线形、曲线形和圆形输运轨道,并在其上进行液滴的定位输运实验。实验结果表明:对于梯度超疏水-超疏水轨道,液滴在宽度合适的直线形轨道上能以任何速度进行输运,在弯曲轨道上时,当轨道宽度为1mm、轨道最大深度为450μm时,液滴的输运能力较好,不易脱离轨道。对于梯度超疏水-超亲水轨道,轨道宽度为100μm时输运效果较好,曲率半径为12mm的弯曲轨道能承受液滴较大的临界运动速度,液滴更不容易脱离轨道;而较长的直线段路径会使液滴获得更大运动速度,对于相同曲率半径的弯曲轨道,液滴越容易发生脱离。最后实现了液滴在宽度为100μm,最大深度为200μm,曲率半径为10mm的圆形梯度超疏水-超亲水轨道上的定位输运。