在过去的数十年来,分级微纳结构表面被广泛地研究制造,它们在自清洁、抗反射、抗腐蚀、油水分离等方面应用广泛。而超疏水自清洁以及抗反射领域更是研究微纳米复合结构的热点和重点。研究人员将超疏水的润湿性效果归纳为具备着超过150°的水接触角以及低于10°的滚动角。通过多方面探究发现,这些多重微纳复合表面能够展现超疏水自洁效果的缘由正是“荷叶效应”。“荷叶效应”是指由于荷叶表面具有多重微纳米结构,水滴落在叶子上能够吸附叶子上的灰尘并滑出叶面,从而达到自清洁的效果。科研人员通过自然界的启发,进行大量研究,制造出类似荷叶的多重微纳米结构,实现了人造的超疏水自清洁表面。研究表明,物质表面的粗糙度、自由能及其微观几何形貌,都影响着此类特殊表面的润湿性。飞秒激光是一种加工微纳结构极其重要的方法,采用飞秒激光可以进行选择性可控地加工出图案化的微纳阵列结构。而传统的化学方法又具有着方法简易、效率高和制造成本较低的好处。本论文主要结合了飞秒激光和热氧化的化学方法,对具有超疏水自清洁、抗反射等多功能的微纳复合结构表面进行了研究和制备。本论文的主要研究工作和创新性总结如下:(1)创新性地结合了飞秒激光烧蚀和热氧化生长两种方法来进行微纳复合结构的加工。飞秒激光的优势是可以实现高精度的加工,更重要的是可以实现多种多样的图案化加工。在本课题中,我们通过飞秒激光烧蚀了点阵列、线阵列以及网格阵列三种依次递进的大面积阵列图案,并进行了热氧化生长微纳复合结构。如果未进行飞秒激光烧蚀,直接热氧化生长,难以控制生长形貌,通过飞秒激光与热氧化二者结合,就可以生长出特定阵列结构的表面。(2)制备的线阵列表面有最优的超疏水性和抗反射性,实现了超疏水自清洁、抗反射的多功能表面制备。当飞秒激光的能量密度在0.6 J/cm~2时加工出来的线阵列结构有着最大接触角152°,在没有化学改性的情况下达到了超疏水效果。在硅烷化处理后,接触角进一步提高到了160.5°,且滚动角小于1.7°,有自清洁效应。此外,该线阵列结构在较宽波段的600-1150 nm内,总体反射率可以稳定到6%以下;尤其是波长在700-800nm的时候,最低反射率更是不到1%,具有优异抗反特性。