作为木质纤维材料,竹材具有与木材相似的纹理和质感,具有生长周期短、可再生等优良的物理性质和力学性能,被誉为重要的非木材森林资源。在当今木材资源相对紧缺的情况下,竹材作为木材的可替代材料被广泛应用于诸多传统领域。但由于竹材内部结构与自身化学组成,致使竹材具有较强的亲水吸湿性,其吸水的进程主要是通过其横切面进行的。在加工、使用或贮存时,当竹材处于相对湿度较大的环境下,竹材的体积和各个方向的尺寸在竹材吸收水分后都会有所增加,其强度却相应的会有所降低;同时也会因竹材不同部位吸水吸湿程度不同,进而造成局部开裂、变形等缺陷,进而影响其尺寸稳定性、力学性能、使用寿命及应用价值等。为有效解决竹材因吸水吸湿而引起的此类缺陷,本学位论文对竹材表面疏水改性进行研究。固体表面的化学组成和微观几何结构是影响其浸润性的重要因素。受自然界遗态材料(Morph-genetic matrials)植物叶片特殊表界面与性能的启发,如荷叶表面微纳米乳突结构而展现的超疏水自清洁特性、玫瑰花瓣多层微纳乳突结构的超疏水高黏附特性、水稻叶三级复合结构的超疏水各向异性滚动特性等。但由于植物叶片表面特殊微观结构过于精细,目前常用的技术难以准确的仿制其表面形貌,因此无法充分利用遗态材料奇特的疏水特性。随着科学与技术的不断发展,纳米仿生技术逐渐的成熟,为竹材表面疏水改性提供了新的思路和方法,即软印刷技术(Soft lithography)。软印刷技术是一种常用制备微、纳米结构表面的方法,这种方法具有操作简单、成本低、效率和精度高等优点,非常适用于转印植物叶片精细的纳米表面微结构。此方法的核心是以弹性体模具或印章,通常使用硅基材料(如聚二甲基硅氧烷,PDMS);用此模具或印章转印复制植物叶片表面天然精密的微纳结构至特定基材表面,固化后的基材具有类植物叶片特殊微纳结构及其奇异功能特性。基于“师法自然”的思想,本博士学位论文将自然界遗态法的理念植入到竹材上,充分利用遗态植物叶片微妙构造形貌的多样化及其功能的多样性。本研究利用软印刷技术的方法,分别以超疏水植物叶片荷叶表面和新鲜的玫瑰花瓣作为模板,以弹性体硅基材料PDMS为印章,将荷叶、玫瑰花瓣的微观表面形貌复制转印到竹材表面,进行仿生制备类荷叶与类玫瑰花瓣表面特殊微纳结构及其特性,从而使竹材表面获得优异的疏水等效果。同时,将无机粒子纳米二氧化硅(Si O2)、二氧化钛(Ti O2)负载到仿植物叶片微表面竹材,对其进行功能性改良。进而能够延长竹材的使用寿命,增加竹材及其竹制品的附加值,使之更好的服务于人,真正的做到竹资源高效利用。通过SEM、EDS、AFM、TG-DTG、FTIR、XRD以及接触角测定仪对类植物叶片微观结构的竹材表面进行检测;结果发现:SEM观测下可以清晰看出,经软印刷技术合成的仿植物叶片微纳结构竹材表面,具有与原植物叶片相似的表面微观乳突结构及粗糙表面。TG结果显示,经纳米Si O2、Ti O2改性的仿植物叶片竹材表面的热稳定性有较大程度的提升,类荷叶表面的竹材经Si O2改性后最终残炭率从6.1%提升至31.3%,而类玫瑰花瓣表面的竹材经Ti O2则最终残炭率从3.72%提升至54.95%。仿植物叶片微表面结构竹材表面的水接触角(WCA)显示,WCA均大于150°,表现出超疏水特性。仿荷叶竹材表面微微倾斜一定角度,水滴便从其表面滚落,表现出自清洁特性;而对类玫瑰花瓣竹材表面而言,将其反转90°甚至180°,水滴仍稳固吸附在其表面之上,表现出高黏附特性。此外,类玫瑰花瓣竹材表面对酸碱具有一定的耐性。竹材表面利用遗态法仿生改性处理,可有效延长竹材的使用寿命、增加竹材及其竹制品的附加值,使之更好的服务于人类,为竹资源高效利用的目标作出积极尝试。