光电领域的快速发展受到散热问题的制约，微通道散热相比传统散热技术更适合微电子器件的冷却散热。受植物叶脉分形网络启发，借鉴其多边形回路特征，提出了一种新型仿叶脉分形结构，考察仿叶脉分形结构应用于微通道热沉和微槽道吸液芯的流动、传热性能，对基于植物叶片高效流动、传热机理的散热器件仿生设计进行了初步探索。针对新型仿叶脉分形结构，给出了其具有多边形回路特征的分形规律，并对长度比和宽度比制定了了限制条件。采用Adina-F模块对仿叶脉分形微通道热沉的流动、传热性能进行数值模拟研究，考察了不同分形级数和不同入口雷诺数对分形微通道热沉散热性能的影响，结果表明随着分形级数和入口雷诺数的增加，微通道热沉的散热性能增强，但入口雷诺数的增加会提高流道的压降。通过与平行微通道热沉的对比和考察堵塞情况下分形微通道热沉散热性能，证明仿叶脉分形结构的多边形回路有利于改善微通道热沉的均温性和局部高温情况。而对采用Murray定律的改进分形微通道研究表明，改进的仿叶脉分形微通道具有更好的流动性能。采用数值分析的方法研究了长度比0<l<1和l=1的两种改进仿叶脉分形微槽道吸液芯的流动性能，通过与平行微槽道吸液芯在流阻与渗透率方面的比较，证明改进仿叶脉分形微槽道吸液芯具有更好的流动性能，并且长度比0<l<1分形结构比l=1分形结构流动性能更优。基于薄液膜理论，通过坐标轴变换，建立了Y形微槽道吸液芯均热板稳态工作时，微槽道内工质蒸发-冷凝-回流的数值模型。通过激光加工的方法在铜板上加工出仿叶脉分形微槽道，考察了激光加工微槽道的湿润性，测量了微槽道表面形貌和槽道的深度和宽度，并通过实验测试了酒精在不同分形微槽道内的流动性能。