近年来,受到自然界荷叶效应的启发,与水的接触角大于150°的超疏水材料的制备和应用得到了人们广泛关注。在自清洁材料、微流体装置、液体运输、交通工具以及生物医学等许多应用领域中,超疏水材料展示了其独特的优势。因此,超疏水材料的制备方法得到了非常迅速的发展,但现如今的制备方法中很难保证材料表面疏水性能的一致性,精密及超精密加工技术在保证材料表面结构一致性方面是其它加工方法无法超越的,所以应用机械加工的方法获得具有超疏水性质的材料表面会成为今后的研究热点。疏水性是固体材料表面的重要特征之一,主要由材料表面的化学组成和微观几何结构共同决定的。从表面化学组成方面来考虑,固体表面的疏水性能仅仅取决于材料最外层的原子或原子基团的性质和排列情况,这是改变材料润湿性能的方法之一;另一方面,表面微观几何结构和粗糙度对材料润湿性能也有非常重要的影响。近年来,随着精密及超精密加工技术的飞速发展,加工尺度可以达到纳米级,因此可以通过机械加工的方法在材料表面构造微结构,从而改变材料表面的形貌和粗糙度,实现对材料表面疏水性能控制,进而得到具有超疏水性质的材料表面。本文基于超疏水的理论,从自然界荷叶效应出发,设计了三种能使材料获得超疏水性质的微结构,在超疏水经典理论的基础上推导出各种微结构表面接触角的理论预测公式。基于分子动力学方法的原理,采用分子动力学对二氧化钛表面的疏水情况进行仿真。通过在二氧化钛表面建立微结构模型,在具有微结构和光滑的二氧化钛表面进行疏水情况的对比仿真,根据仿真结果分析表面微结构对材料疏水性能的影响。根据建立的微结构模型,选择合适的机床和刀具,确定合理的切削参数,编写数控加工程序,从而完成在医用钛合金表面加工出所设计的使材料获得超疏水性质的微结构。对制备的钛合金微结构表面进行超疏水性能的实验测试与表征,获取微结构的形式和参数对材料疏水性能的影响规律、影响程度,进而分析微结构参数对材料表面接触角的影响规律。